KR101485131B1 - 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말 - Google Patents

다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말 Download PDF

Info

Publication number
KR101485131B1
KR101485131B1 KR20130023234A KR20130023234A KR101485131B1 KR 101485131 B1 KR101485131 B1 KR 101485131B1 KR 20130023234 A KR20130023234 A KR 20130023234A KR 20130023234 A KR20130023234 A KR 20130023234A KR 101485131 B1 KR101485131 B1 KR 101485131B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mobile communication
communication network
network
packet
bandwidth
Prior art date
Application number
KR20130023234A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140110184A (ko
Inventor
장주욱
박승기
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR20130023234A priority Critical patent/KR101485131B1/ko
Publication of KR20140110184A publication Critical patent/KR20140110184A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101485131B1 publication Critical patent/KR101485131B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/24—Reselection being triggered by specific parameters
    • H04W36/26—Reselection being triggered by specific parameters by agreed or negotiated communication parameters
    • H04W36/28—Reselection being triggered by specific parameters by agreed or negotiated communication parameters involving a plurality of connections, e.g. multi-call or multi-bearer connections
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/14—Reselecting a network or an air interface
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/06—Transport layer protocols, e.g. TCP [Transport Control Protocol] over wireless
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/02—Terminal devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말에서의 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 관한 것이다. 상기 빠른 성능 회복 방법은, (a) 상기 이동 단말이 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 영역에 있는 경우, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하여 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장하는 단계; (b) 상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하는 경우, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우를 설정하는 단계; (c) 상기 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하고, 상기 초기 혼잡윈도우를 이용하여 이동 통신망으로 데이터를 전송하는 단계; 를 구비하여, 이동 단말이 무선 데이터망에서 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우 빠른 성능 회복할 수 있다

Description

다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말{Fast throughput recovery method using MPTCP and mobile terminal using the method}
본 발명은 다중경로 전송제어프로토콜을 사용하는 무선 통신 시스템에서의 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 패킷쌍 전송을 통해 대역폭을 측정하는 방법을 이용하여 중첩된 망환경에서 수직적 핸드오버하는 경우 빠른 성능(throughput) 회복을 할 수 있도록 하는 방법 및 이를 이용한 이동 단말에 관한 것이다.
전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol; 이하 'TCP'라 한다.)은 통신 네트워크에 적용되어 흐름 제어와 오류 제어를 통해 서비스의 신뢰성과 네트워크 적응성을 제공해 준다. 특히, TCP는 고속망에서 적은 지연(delay)과 높은 처리율(throughput)을 보일 뿐만 아니라 혼잡한 네트워크에서도 데이터 흐름을 조절해 끊김없는 서비스가 가능하다.
하지만, TCP는 무선 환경과 같이 신뢰성이 부족한 네트워크에서는 스트리밍 정송이 어려울 뿐만 아니라, 단일 TCP 패스가 혼잡 네트워크를 이용하고 있을 때 그 혼잡 네트워크를 피하지 못하게 되는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multipath Transmission Control Protocol; 이하 'MPTCP'라 한다.)이 제안되었다.
도 1은 종래의 TCP와 MPTCP에 대한 프로토콜 스택을 도시한 것으로서, (a)는 TCP에 대한 프로토콜 스택이며, (b)는 MPTCP에 대한 프로토콜 스택이다.
MPTCP는 다수의 네트워크 링크를 인지하고 활용할 수 있도록 해주는 프로토콜이다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 MPTCP는 단말간에 다중 네트워크 주소를 사용하여 여러 개의 subflow를 동시에 구성함으로써, 멀티패스 TCP 세션을 구성할 수 있도록 하는 기술이다. TCP 연결을 맺어 이용하는 이종망들을 subflow 라 하며, MPTCP는 상황에 따라 subflow들을 add 또는 remove 하며 혼잡상황에 보다 신속하게 대응할 수 있게 된다.
도 2는 MPTCP를 이용하는 이동 단말과 서버간에 형성되는 다수개의 링크(link)를 개념적으로 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, MPTCP는 이동 단말과 서버 간에 다수 개의 링크들이 형성된다.
MPTCP는 크게 2가지의 데이터 전송 기법이 사용되는데, 이는 Full 전송모드와 Backup 전송모드이다. 도 3은 Full 전송모드를 설명하기 위하여 도시한 그림이며, 도 4는 Backup 전송모드를 설명하기 위하여 도시한 그림이다.
도 3에 도시된 바와 같이, Full-MPTCP 전송모드는 이동단말(MS)이 Wi-Fi와 같은 무선 데이터망과 3-Generation 망, 4-Generation 망과 같은 이동 통신망이 공존하는 이종망에서 모든 경로를 통해 데이터를 동시에 전송하는 기법이다.
이러한 Full-MPTCP 전송모드에 있어서, 모든 경로를 통해 데이터를 전송하므로 이동 단말이 핸드오버하는 경우 성능 회복의 지연(delay) 시간없이 자연스럽게(smooth) 핸드오버가 가능하다. 하지만, 지연이 발생하지 않는 대신, 이동 단말이 무선 데이터망에 있는 동안에도 계속해서 이동 통신망을 통해 데이터를 전송하므로 해당 이동 통신망의 자원을 소모하게 된다. 그 결과, 이동 단말의 사용자는 비용이 비싼 이동 통신망을 사용하게 되는 문제가 발생하며, 해당 이동통신망만을 사용하는 사용자들에게 할당될 수 있는 자원을 소모하게 되므로 모든 사용자들이 자원을 효율적으로 사용하지 못하는 문제가 발생하게 된다.
도 4에 도시된 바와 같이, Backup-MPTCP 전송모드는 이동단말(MS)이 Wi-Fi와 같은 무선 데이터망과 3-Generation 망, 4-Generation 망과 같은 이동 통신망이 혼재되어 있는 네트워크에서 효율이 좋은 링크(link)를 갖는 무선 데이터망을 통해 데이터를 전송받고 이동 통신망과는 TCP Connection만을 유지하는 기법이다.
이러한 Backup-MPTCP 전송모드에 있어서, 이동단말이 무선 데이터망을 벗어나 더 이상 무선데이터망을 통해 데이터를 전송받을 수 없게 되면, 기존에 TCP 연결을 맺어두었던 3G 망 또는 4G 망과 같은 이동 통신망을 통해 데이터 전송을 받게 된다. 이때, 기존에 이동 통신망과 TCP 연결된 상태이므로 핸드오버 과정 중 해당 과정의 지연만큼 연결 시간이 단축될 수 있다. 하지만, 이는 핸드오버시 기존의 Single TCP에 비하여 지연이 단축되기는 하나, 혼잡 윈도우 크기가 slow start를 통해 SSth(slow Start threshold)까지 증가하는 데까지의 시간, 즉 성능 회복시까지 시간이 소요되는 문제가 발생한다.
도 5는 종래의 무선 네트워크 환경을 도시한 것으로서, 3G 망이나 4G 망과 같은 이동 통신망과 Wi-Fi 망과 같은 무선 데이터망이 공존하는 지역에서의 이동 통신망의 부하가 큰 상태를 도시한 것이다.
한국 등록특허공보 제10-0548134호 한국 등록특허공보 제10-0859908호 한국 공개특허공보 제10-2010-0073890호 미국 특허공개공보 US 2012/0144062
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 패킷쌍 전송 방식을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정 및 저장함에 따라, 수직적 핸드오버시 저장된 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우값을 최대값으로 설정하고 TCP에 적용함으로써, 빠른 성능 회복을 구현할 수 있는 수직 핸드오버시의 빠른 성능 회복 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 전술한 빠른 성능 회복 방법을 적용한 이동 단말을 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은 제1 특징에 따른, 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말에서의 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법은, (a) 상기 이동 단말이 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 영역에 있는 경우, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하여 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장하는 단계; (b) 상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하는 경우, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우를 설정하는 단계; (c) 상기 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하고, 상기 초기 혼잡윈도우를 이용하여 이동 통신망으로 데이터를 전송하는 단계; 를 구비하여, 이동 단말이 무선 데이터망에서 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우 빠른 성능 회복할 수 있다
전술한 제1 특징에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 있어서, 상기 (a) 단계는 무선 데이터망이 유지되는 동안 이동 통신망의 패킷쌍 전송을 반복 수행하여 이동통신망의 대역폭을 갱신하여 저장하는 것이 바람직하다.
전술한 제1 특징에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 있어서, 상기 (a) 단계에서 이동 단말은 이동 통신망으로 패킷쌍을 반복하여 전송하고, 상기 패킷쌍 전송에 대응하여 수신측으로부터 제공되는 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 특징에 따른 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말은, 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망으로 이동하면 무선 데이터망으로 수직적 핸드오버 수행하고, 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면 이동 통신망으로 수직적 핸드오버 수행하는 수직적 핸드오버 수행부; 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망에서, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하고 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장하는 데이터 전송부; 상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 이동 통신망의 초기 혼잡 윈도우를 설정하는 혼잡 윈도우 측정부; 를 구비하며, 상기 데이터 전송부는 상기 이동 단말이 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하면 상기 혼잡 윈도우 측정부에 의해 설정된 초기 혼잡 윈도우를 이용하여 이동 통신망을 통해 데이터 전송하여 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복할 수 있다.
전술한 제2 특징에 따른 이동 단말에 있어서, 상기 데이터 전송부는 무선 데이터망이 유지되는 동안 반복하여 이동 통신망으로 패킷쌍을 전송하고 이동통신망의 대역폭을 측정하여 갱신 및 저장하는 것이 바람직하다.
전술한 제2 특징에 따른 이동 단말에 있어서, 상기 데이터 전송부는 이동통신망으로 반복적으로 패킷쌍을 전송하고, 상기 전송된 패킷쌍에 대응하여 수신측으로부터 제공되는 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간들을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수직적 핸드오버 수행시 빠른 성능 회복 방법은 MPTCP의 Backup 전송모드를 사용하여 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 경우 무선 데이터망으로 data traffic을 수행하면서 이동 통신망과는 TCP 연결만 수행하되 패킷쌍 전송을 통해 이동 통신망의 대역폭을 측정 및 저장한다. 이동 단말이 무선 데이터망을 이탈하여 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우, 사전 저장된 이동 통신망의 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우값을 최대값으로 설정하여 적용한다.
따라서, 본 발명에 따른 방법에 의하여, 이동 단말이 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우 TCP 연결 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 성능 회복 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
도 9는 본 발명에 따른 수직적 핸드오버를 수행한 경우의 성능 회복 시간을 보여주기 위한 것으로서, (a)는 종래의 TCP 에 따른 수직적 핸드오버시, (b)는 MPTCP의 Backup 전송모드에 따른 수직적 핸드오버시, (c)는 본 발명에 따른 수직적 핸드오버시의 성능 회복 시간들을 도시한 그래프들이다. 도 9의 (a)를 참조하면, 종래의 TCP에 따른 수직적 핸드오버시에는 혼잡 윈도우값이 초기 1로 설정되고 d1 시간 경과후에 혼잡 윈도우가 최대치로 설정된다. 도 9의 (b)를 참조하면, MPTCP의 Backup 전송모드에 따른 수직적 핸드오버시에는 혼잡 윈도우값이 초기 1로 설정되고 d2 시간 경과후에 혼잡 윈도우가 최대치로 설정된다. 도 9의 (c)를 참조하면, 본 발명에 따른 수직적 핸드오버시에는 혼잡 윈도우값이 즉시 최대로 설정되고, 가장 짧은 d3의 성능 회복 시간이 소요됨을 볼 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 수직적 핸드오버 방법은 핸드오버시 바로 혼잡 윈도우값을 최대값으로 설정함에 따라 성능 회복 시간이 매우 짧음을 알 수 있다.
도 1은 종래의 TCP와 MPTCP에 대한 프로토콜 스택을 도시한 것으로서, (a)는 TCP에 대한 프로토콜 스택이며, (b)는 MPTCP에 대한 프로토콜 스택이다.
도 2는 MPTCP를 이용하는 이동 단말과 서버간에 형성되는 다수개의 링크(link)를 개념적으로 도시한 것이다.
도 3은 Full-MPTCP 전송모드를 설명하기 위하여 도시한 그림이며, 도 4는 Backup-MPTCP 전송모드를 설명하기 위하여 도시한 그림이다.
도 5는 종래의 무선 네트워크 환경을 도시한 것으로서, 3G 망이나 4G 망과 같은 이동 통신망과 Wi-Fi 망과 같은 무선 데이터망이 공존하는 지역에서의 이동 통신망의 부하가 큰 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7은 이동 통신망에서 패킷쌍 전송을 통해 대역폭을 측정하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 그림이다.
도 8은 본 발명에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 있어서, MPTCP를 이용하여 무선 데이터망으로 데이터를 전송하며 이동 통신망으로는 패킷쌍을 전송하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 핸드오버 수행전 상태를 도시한 그림이다.
도 9는 본 발명에 따른 수직적 핸드오버를 수행한 경우의 성능 회복 시간을 보여주기 위한 것으로서, (a)는 종래의 TCP 에 따른 수직적 핸드오버시, (b)는 MPTCP의 Backup 전송모드에 따른 수직적 핸드오버시, (c)는 본 발명에 따른 수직적 핸드오버시의 성능 회복 시간들을 도시한 그래프들이다.
본 발명에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법은 이동 단말이 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 이종망에서 Backup 방식의 MPTCP를 이용하여 데이터 전송할 때 이동 통신망으로 패킷쌍을 전송하고 수신측으로부터 수신된 수신 확인 메시지 쌍의 시간차를 이용하여 대역폭을 측정하여 저장하고, 상기 이동 단말이 무선 데이터망에서 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우, 상기 저장된 대역폭을 이용하여 이동 통신망의 혼잡윈도우를 최대로 설정함으로써, 핸드오버의 빠른 성능 회복을 구현하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법을 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법을 도시한 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 이동 단말이 MPTCP의 Backup 전송모드를 이용하여 다수 개의 망이 공존하는 환경에서 데이터를 전송한다(단계 600). 따라서, 이동 단말은, 무선 데이터망(예를 들면, WiFi 망 등)과 이동 통신망(예를 들면, 3G 망, 4G 망 등)이 공존하는 환경에서, 링크 효율이 좋은 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고 이동 통신망과는 TCP 연결만을 유지한다.
도 8은 본 발명에 따른 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 있어서, MPTCP를 이용하여 무선 데이터망으로 데이터를 전송하며 이동 통신망으로는 패킷쌍을 전송하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 핸드오버 수행전 상태를 도시한 그림이다.
다음, 이동 단말은 무선 데이터망을 이탈하기 전까지 이동 통신망을 통해 패킷쌍(packet pair)을 전송하고(단계 610), 수신측으로부터 수신되는 패킷쌍에 대한 수신 확인 메시지 쌍의 시간차를 검출하고(단계 612), 이를 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하고 저장한다(단계 614). 이동 단말은 무선 데이터망이 유지되는 동안 단계 610, 단계 612, 단계 614를 반복적으로 수행하여 이동통신망의 대역폭은 갱신 측정하여 저장한다.
한편, 도 7은 이동 통신망에서 패킷쌍 전송을 통해 대역폭을 측정하는 방법을 설명하기 위하여 도시한 그림이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 3G 망이나 4G 망과 같은 이동 통신망을 통하여 패킷쌍을 전송하는 경우, 네트워크의 병목(bottleneck) 구간에 도달하면 링크(link)간 대역폭(bandwidth) 차이로 인하여 병목 구간에 들어가는 입력 상태의 패킷쌍의 간격과 병목 구간을 나오는 출력 상태의 패킷 쌍의 간격이 차이가 나게 되고, 이러한 간격의 차이로 인하여 수신측에서 보내는 패킷 쌍에 대한 수신 확인 메시지 쌍의 시간 간격도 지연 시간차(△t)가 발생하게 된다.
이동 통신망에 대하여 k번째 측정된 대역폭(BW k )은 수학식 1을 통해 측정된다.
Figure 112013019169385-pat00001
여기서, △t=t(p1)-t(p2) 이며, t(p1)은 패킷쌍의 첫번째 패킷(p1)에 대하여 수신측에서 보낸 수신 확인 메시지 수신 시간이며, t(p2)는 패킷상의 두번째 패킷(p2)에 대하여 수신측에서 보낸 수신 확인 메시지 수신 시간이며, △t는 패킷쌍에 대한 수신 확인 메시지 수신 시간의 간격을 의미하며, Ppp는 패킷쌍의 패킷 사이즈이며, α는 필터 특성계수이며, RTT k 은 k번째 측정된 RTT 측정값이며, RTT k -1 는 k-1번째 측정한 RTT 측정값이다.
다음, 상기 이동 단말이 무선 데이터망을 이탈하여 이동통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우값을 최대치로 설정한다(단계 620). 이때, 상기 초기 혼잡 윈도우는 수학식 2를 통해 계산되어 최대치로 설정된다.
Figure 112013019169385-pat00002
여기서, RTT initial 은 최초 RTT 측정값이며, P DATA 는 데이터 패킷의 사이즈이며, BW는 이동통신망의 대역폭이다.
다음, 상기 이동 단말은 이동 통신망에 상기 설정된 초기 혼잡 윈도우값을 적용하여 TCP flow 를 활성화시켜 모든 데이터를 전송하다(단계 630).
전술한 본 발명에 의한 이동 통신망에서의 데이터 소모량은 수학식 3에 의해 구할 수 있다.
Figure 112013019169385-pat00003
여기서, TWi - Fi 는 Wi-Fi 망과 같은 무선 데이터망에 연결되어 있는 시간을 나타내며, TPP는 패킷쌍을 보내는 시간 간격이며, D는 데이터 소모량을 나타낸다.
전술한 본 발명에 의하여, MPTCP의 Backup 전송모드를 사용하여 TCP connection 시간을 단축시킬 뿐만 아니라 3G 망과 같은 이동 통신망의 데이터 소모량이 수학식 3과 같이 감소되고 패킷쌍 전송방식을 통해 성능(throughput) 회복 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말은, 전술한 빠른 성능 회복 방법을 적용한 것을 특징으로 한다. 상기 이동 단말은, 수직적 핸드오버 수행부, 데이터 전송부, 혼잡 윈도우 측정부를 구비한다.
상기 수직적 핸드오버 수행부는 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망으로 이동하면 무선 데이터망으로 수직적 핸드오버 수행하고, 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면 이동 통신망으로 수직적 핸드오버 수행한다.
상기 데이터 전송부는, 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망에서, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하고 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장한다
또한, 상기 데이터 전송부는 상기 이동 단말이 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하면 상기 혼잡 윈도우 측정부에 의해 설정된 초기 혼잡 윈도우를 이용하여 이동 통신망을 통해 데이터 전송하여 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복할 수 있다.
상기 데이터 전송부는 무선 데이터망이 유지되는 동안 반복하여 이동 통신망으로 패킷쌍을 전송하고 이동통신망의 대역폭을 측정하여 갱신 및 저장하는 것이 바람직하다. 상기 데이터 전송부는 이동통신망으로 반복적으로 패킷쌍을 전송하고, 상기 전송된 패킷쌍에 대응하여 수신측으로부터 제공되는 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간들을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것이 바람직하다. 상기 데이터 전송부는 수학식 1을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정한다.
상기 혼잡 윈도우 측정부는, 상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 이동 통신망의 초기 혼잡 윈도우를 설정한다. 상기 혼잡 윈도우 측정부는 수학식 2를 이용하여 초기 혼잡 윈도우를 설정한다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 혼잡 제어 방법은 MPTCP를 이용하는 통신 네트워크에 널리 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말에서의 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법에 있어서,
    (a) 상기 이동 단말이 무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 영역에 있는 경우, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하여 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장하는 단계;
    (b) 상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하는 경우, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 초기 혼잡 윈도우를 설정하는 단계;
    (c) 상기 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하고, 상기 초기 혼잡윈도우를 이용하여 이동 통신망으로 데이터를 전송하는 단계;
    를 구비하고, 상기 (b) 단계는 이동 단말이 아래의 수학식을 이용하여 초기 혼잡 윈도우(Maxcwnd)를 설정하는 것을 특징으로 하며,
    Figure 112014100332020-pat00017

    ( 여기서, RTTinitial 은 최초 RTT 측정값이며, PDATA 는 데이터 패킷의 사이즈이며, BW는 이동통신망의 대역폭임)
    이동 단말이 무선 데이터망에서 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하는 경우 빠른 성능 회복할 수 있는 것을 특징으로 하는 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는 무선 데이터망이 유지되는 동안 이동 통신망의 패킷쌍 전송을 반복 수행하여 이동통신망의 대역폭을 갱신하여 저장하는 것을 특징으로 하는 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 이동 단말은 이동 통신망으로 패킷쌍을 반복하여 전송하고, 상기 패킷쌍 전송에 대응하여 수신측으로부터 제공되는 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 이동 단말은 아래의 수학식을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법.
    Figure 112013019169385-pat00004

    여기서, △t=t(p1)-t(p2) 이며, t(p1)은 패킷쌍의 첫번째 패킷(p1)에 대한 수신 확인 메시지의 수신 시간이며, t(p2)는 패킷상의 두번째 패킷(p2)에 대한 수신 확인 메시지의 수신 시간이며, △t는 패킷쌍에 대한 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간의 간격을 의미하며, Ppp는 패킷쌍의 패킷 사이즈이며, α는 필터 특성계수이며, RTT k 은 k번째 측정된 RTT 측정값이며, RTT k -1 는 k-1번째 측정한 RTT 측정값임.
  5. 삭제
  6. 다중경로 전송 제어 프로토콜(Multi-Path TCP)을 이용하여 데이터 전송하는 이동단말에 있어서,
    무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망으로 이동하면 무선 데이터망으로 수직적 핸드오버 수행하고, 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면 이동 통신망으로 수직적 핸드오버 수행하는 수직적 핸드오버 수행부;
    무선 데이터망과 이동 통신망이 공존하는 망에서, 무선 데이터망을 통해 데이터 트래픽(data traffic)을 수행하고, 이동 통신망으로 패킷쌍(packet pair)을 전송하고 이동 통신망의 대역폭(BW)을 측정하여 저장하는 데이터 전송부;
    상기 이동 단말이 무선 데이터망이 없는 이동통신망으로 이동하면, 상기 이동 통신망의 상기 저장된 대역폭을 이용하여 이동 통신망의 초기 혼잡 윈도우를 설정하는 혼잡 윈도우 측정부;
    를 구비하고, 상기 혼잡 윈도우 측정부는 아래의 수학식을 이용하여 초기 혼잡 윈도우(Maxcwnd)를 설정하는 것을 특징으로 하며,
    Figure 112014100332020-pat00018

    ( 여기서, RTTinitial 은 최초 RTT 측정값이며, PDATA 는 데이터 패킷의 사이즈이며, BW는 이동통신망의 대역폭임)
    상기 데이터 전송부는 상기 이동 단말이 이동 통신망으로 수직적 핸드오버하면 상기 혼잡 윈도우 측정부에 의해 설정된 초기 혼잡 윈도우를 이용하여 이동 통신망을 통해 데이터 전송하여 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복할 수 있는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  7. 제6항에 있어서, 상기 데이터 전송부는 무선 데이터망이 유지되는 동안 반복하여 이동 통신망으로 패킷쌍을 전송하고 이동통신망의 대역폭을 측정하여 갱신 및 저장하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  8. 제6항에 있어서, 상기 데이터 전송부는 이동통신망으로 반복적으로 패킷쌍을 전송하고, 상기 전송된 패킷쌍에 대응하여 수신측으로부터 제공되는 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간들을 이용하여 이동 통신망의 대역폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
  9. 제8항에 있어서, 상기 데이터 전송부는 아래의 수학식을 이용하여 이동 통신망의 k번째 패킷쌍 전송에 따른 대역폭을 측정하는 것을 특징으로 하는 이동 단말.
    Figure 112014100332020-pat00006

    여기서, △t=t(p1)-t(p2) 이며, t(p1)은 패킷쌍의 첫번째 패킷(p1)에 대한 수신 확인 메시지의 수신 시간이며, t(p2)는 패킷상의 두번째 패킷(p2)에 대한 수신 확인 메시지의 수신 시간이며, △t는 패킷쌍에 대한 수신 확인 메시지 쌍의 수신 시간의 간격을 의미하며, Ppp는 패킷쌍의 패킷 사이즈이며, α는 필터 특성계수이며, RTTinitial 은 최초 RTT 측정값이며, RTTnew 는 새로 측정한 RTT 측정값임.


  10. 삭제
KR20130023234A 2013-03-05 2013-03-05 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말 KR101485131B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130023234A KR101485131B1 (ko) 2013-03-05 2013-03-05 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20130023234A KR101485131B1 (ko) 2013-03-05 2013-03-05 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140110184A KR20140110184A (ko) 2014-09-17
KR101485131B1 true KR101485131B1 (ko) 2015-01-26

Family

ID=51756286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20130023234A KR101485131B1 (ko) 2013-03-05 2013-03-05 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101485131B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105490933B (zh) * 2015-12-28 2019-06-11 中国电子科技集团公司第五十四研究所 基于多路径传输协议mptcp的路径管理方法及装置
WO2019143181A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and an electronic device for dynamically controlling tcp congestion window

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100739805B1 (ko) 2006-06-01 2007-07-13 삼성전자주식회사 스루풋을 향상시키기 위한 핸드오버 방법 및 장치
KR100747902B1 (ko) 2006-02-13 2007-08-08 주식회사 팬택앤큐리텔 이동 통신 단말기에서 데이터를 수신할 때 수신 윈도우의크기를 조절하는 방법
KR20100093919A (ko) * 2009-02-17 2010-08-26 경북대학교 산학협력단 이종 무선망간 수직 핸드오버를 위한 이동 ｓｃｔｐ의 적응적 혼잡 제어 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100747902B1 (ko) 2006-02-13 2007-08-08 주식회사 팬택앤큐리텔 이동 통신 단말기에서 데이터를 수신할 때 수신 윈도우의크기를 조절하는 방법
KR100739805B1 (ko) 2006-06-01 2007-07-13 삼성전자주식회사 스루풋을 향상시키기 위한 핸드오버 방법 및 장치
KR20100093919A (ko) * 2009-02-17 2010-08-26 경북대학교 산학협력단 이종 무선망간 수직 핸드오버를 위한 이동 ｓｃｔｐ의 적응적 혼잡 제어 방법 및 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Seung Su Kim et.al,"Improved TCP performance during the upward vertical handover using an IEEE 802.21 MIHF framework",ICHIT 2011, LNCS 6935,pp.197-204.(2011.09.24.) *
Seung Su Kim et.al,"Improved TCP performance during the upward vertical handover using an IEEE 802.21 MIHF framework",ICHIT 2011, LNCS 6935,pp.197-204.(2011.09.24.)*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140110184A (ko) 2014-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210329487A1 (en) Data transmission method and apparatus, and service switching method and apparatus
US9655003B2 (en) Systems and methods for improved wireless interface aggregation
JP4377326B2 (ja) 送信ウィンドウサイズの計算方法
KR102442083B1 (ko) Tcp 터널들 및 고유 tcp 정보를 기초로 하는 번들링 시나리오에서 패킷들의 스케줄링을 위한 방법 및 시스템
Nguyen et al. Evaluation of multipath TCP load sharing with coupled congestion control option in heterogeneous networks
US20170027016A1 (en) Communication device, wireless communication device, and communication method
KR20060100512A (ko) 전송제어 프로토콜 기반의 네트워크에서 평균 대역폭 추정방법 및 시스템
JP2014003459A (ja) ゲートウェイ装置、及びパケット通信方法
US20120195287A1 (en) Communication method using duplicated acknowledgement
KR20180096760A (ko) 데이터 전송 방법 및 네트워크 장치
JP4884921B2 (ja) 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法および無線通信方法
KR101485131B1 (ko) 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 수직적 핸드오버시 빠른 성능 회복 방법 및 이를 이용한 이동 단말
KR101478751B1 (ko) 수직적 핸드오버시 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 혼잡제어방법 및 이를 이용한 이동 단말
KR101458624B1 (ko) 다중경로 전송제어프로토콜을 이용한 혼잡윈도우 제어 방법 및 이를 이용한 이동 단말
Lan et al. Improving TCP performance over an on-board multi-homed network
JP5058573B2 (ja) 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法
US11706053B2 (en) Differential latency measurement
Mohammadizadeh et al. Cooperation of heterogeneous wireless networks in end-to-end congestion control for QoS provisioning
KR101929995B1 (ko) 무선통신 시스템의 단말 및 그의 데이터 전송 방법
WO2019146563A1 (ja) 通信装置、通信システム、通信方法及びプログラム
JP5748615B2 (ja) 通信装置
JP5337230B2 (ja) 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法
JP5324038B2 (ja) 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法
JP5324039B2 (ja) 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法
Chen et al. Congestion Control in the Wired Cum Wireless Internet

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190107

Year of fee payment: 5