KR101515595B1 - System and method for TCP packet transmission for wireless network transmission enhancement - Google Patents

System and method for TCP packet transmission for wireless network transmission enhancement Download PDF

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Abstract

TCP(Transmission Control Protocol) 패킷 전송 시스템이 패킷을 전송하기 위하여, 패킷 전송 속도와 패킷 수신 속도를 포함하는 상태 정보를 확인하여 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계값 보다 빠른지 확인한다. 패킷 전송 속도가 임계값 보다 느리면, 패킷의 전송 방법을 지연 방법 또는 폐기 방법 중 어느 하나의 방법으로 결정하고, 결정한 방법을 토대로 패킷을 전송한다.Transmission Control Protocol (TCP) In order to transmit a packet, the packet transmission system checks the status information including the packet transmission rate and the packet reception rate to check whether the packet transmission rate is faster than a preset threshold value. If the packet transmission rate is slower than the threshold value, the packet transmission method is determined by either the delay method or the discard method, and the packet is transmitted based on the determined method.

Description

무선망 전송 품질 향상을 위한 TCP 패킷 전송 최적화 시스템 및 방법{System and method for TCP packet transmission for wireless network transmission enhancement}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system and method for TCP packet transmission for improving quality of a wireless network transmission,

본 발명은 무선망 전송 품질 향상을 위한 TCP 패킷 전송 최적화 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a TCP packet transmission optimization system and method for improving quality of a wireless network transmission.

일반적으로 무선 환경에서 기지국이 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)을 이용하여 TCP(Transmission Control Protocol) 패킷을 단말로 전송하는 경우, TCP의 혼잡 제어 기능을 간접적으로 이용하여 TCP 성능을 개선할 수 있다. 이 특성은 TCP의 혼잡 회피 알고리즘(congestion avoidance algorithm)을 기반으로 하는 지연 기반 AQM(Active Queue Management) 알고리즘을 이용하여, 버퍼 풀(buffer full) 상태가 발생하기 바로 전의 패킷들을 폐기한다. 이를 통해 TCP 송신부에 빠른 피드백을 제공하여 기지국의 버퍼 오버플로우(buffer overflow)에 의한 대량의 데이터 유실을 방지하는 기능을 제공한다. Generally, in a wireless environment, when a base station transmits a TCP (Transmission Control Protocol) packet to a mobile station using Packet Data Convergence Protocol (PDCP), the TCP performance can be improved by indirectly using the congestion control function of the TCP. This characteristic discards the packets just before the buffer full state by using the delay based AQM (Active Queue Management) algorithm based on the TCP congestion avoidance algorithm. This provides fast feedback to the TCP sender to prevent a large amount of data loss due to buffer overflow of the base station.

이 알고리즘은 PC(Pipe Capacity)가 일정한 경우, 송신 TCP를 TCP 혼잡 회피 단계(congestion avoidance phase) 내에서 동작하도록 유도하여 이득을 얻을 수 있다. 그러나 무선 상태에 따라 PC가 달라지는 무선망 환경에서는 빠른 재전송(fast retransmit)에 의해 전송된 패킷이 열화된 무선 환경 때문에 단말로 도달하는데 걸리는 시간이 길어지기 때문에, TCP 타임아웃(timeout)에 의한 슬로우 스타트(slow start)를 유발하여 전송 속도가 저하되는 현상이 발생되는 문제점이 있다.This algorithm can gain gain by inducing TCP to operate within the TCP congestion avoidance phase when PC (Pipe Capacity) is constant. However, in a wireless network environment in which a PC is changed according to a wireless state, since the time taken to reach the terminal due to a wireless environment in which a packet transmitted due to a fast retransmission deteriorates is prolonged, a slow start due to a TCP timeout (slow start) is caused and the transmission speed is lowered.

따라서, 본 발명은 TCP 프로토콜을 사용하는 서비스들의 성능을 향상시키고, 가입자의 무선망 전송 품질을 향상시키기 위한 TCP 패킷 전송 최적화 시스템 및 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a TCP packet transmission optimization system and method for improving the performance of services using the TCP protocol and improving the quality of a wireless network transmission by a subscriber.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 하나의 특징인 TCP(Transmission Control Protocol) 패킷 전송 시스템이 패킷을 전송하는 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of transmitting a packet in a TCP (Transmission Control Protocol) packet transmission system,

패킷 전송 속도와 패킷 수신 속도를 포함하는 상태 정보를 확인하는 단계; 상기 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계값 보다 빠른지 확인하는 단계; 상기 패킷 전송 속도가 상기 임계값 보다 느리면, 패킷의 전송 방법을 지연 방법 또는 폐기 방법 중 어느 하나의 방법으로 결정하는 단계; 및 상기 결정한 방법을 토대로 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.Checking status information including a packet transmission rate and a packet reception rate; Confirming whether the packet transmission rate is faster than a preset threshold value; Determining a transmission method of the packet by a delay method or a discard method if the packet transmission rate is slower than the threshold value; And transmitting the packet based on the determined method.

상기 결정하는 단계는, 상기 패킷 전송 속도와 최대 버퍼 점유율을 비교하는 단계; 상기 패킷 전송 속도가 상기 최대 버퍼 점유율보다 작으면 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하는 단계; 및 상기 패킷 전송 속도가 상기 최대 버퍼 점유율보다 크면 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the determining comprises: comparing the packet transmission rate with a maximum buffer occupancy; Determining a packet transmission method as a delay method if the packet transmission rate is less than the maximum buffer occupancy rate; And determining that the packet transmission method is a discard method if the packet transmission rate is greater than the maximum buffer occupancy rate.

상기 패킷을 전송하는 단계는, 상기 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하였으면, 수신 TCP로 전송되어야 하는 패킷 중 버퍼에 저장되어 있는 제1 패킷의 전송을 지연하는 단계; 상기 제1 패킷 이후의 하나 이상의 제2 패킷들을 상기 수신 TCP로 전송하는 단계; 및 상기 제2 패킷들이 전송된 후 상기 제1 패킷을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The transmitting of the packet may include delaying transmission of a first packet stored in a buffer among packets to be transmitted to a receiving TCP if the packet transmission method is determined as a delay method. Sending one or more second packets after the first packet to the receiving TCP; And transmitting the first packet after the second packets are transmitted.

상기 패킷을 전송하는 단계는, 상기 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정하였으면, 수신 TCP로 전송되어야 하는 패킷 중 버퍼에 저장되어 있는 제1 패킷을 폐기하는 단계; 및 상기 제1 패킷 이후의 하나 이상의 제2 패킷들을 상기 수신 TCP로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.The transmitting of the packet may include discarding a first packet stored in a buffer among the packets to be transmitted to the receiving TCP if the packet transmission method is determined to be a discard method. And transmitting one or more second packets after the first packet to the receiving TCP.

상기 본 발명의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 특징인 TCP 패킷을 전송하는 시스템은,According to another aspect of the present invention, there is provided a system for transmitting a TCP packet,

무선 구간에서 예상되는 패킷 전송 속도와 외부로부터 수신하는 패킷 수신 속도를 포함하는 상태 정보를 확인하는 상태 확인부; 상기 상태 확인부가 확인한 상태 정보를 토대로 수신 TCP로 전송할 패킷을 지연 전송할 것인지 폐기 전송할 것인지 결정하는 패킷 지연 전송 결정부; 및 상기 패킷 지연 전송 결정부의 결정에 따라 패킷을 지연 전송하거나 폐기 전송하는 패킷 전송부를 포함한다.A status checking unit for checking status information including a packet transmission rate expected in the wireless section and a packet reception rate received from the outside; A packet delay transmission determination unit for determining whether to delay or transmit a packet to be transmitted to the reception TCP based on status information confirmed by the status confirmation unit; And a packet transmission unit for delaying or discarding the packet according to the determination of the packet delay transmission determination unit.

상기 상태 확인부는, PDCP(Packet Data Convergence Protocol)로 구성되며, 상기 상태 정보를 토대로 버퍼 점유율을 계산할 수 있다.The status checking unit is configured with Packet Data Convergence Protocol (PDCP), and the buffer occupancy rate can be calculated based on the status information.

상기 패킷 지연 전송 결정부는, 상기 패킷 전송 속도가 최대 버퍼 점유율보다 작으면 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하고, 상기 패킷 전송 속도가 최대 버퍼 점유율보다 크면 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정할 수 있다.The packet delay transmission determination unit may determine a packet transmission method as a delay method if the packet transmission rate is less than a maximum buffer occupancy rate and determine a packet transmission method as a discard method if the packet transmission rate is greater than a maximum buffer occupancy rate.

본 발명에 따르면 이동 통신망의 전체 네트워크 상태를 결정하는 무선 채널 상태에 맞춰 PDCP가 큐(queue)를 관리함으로써, TCP 프로토콜의 혼잡 회피 동작이 보다 잘 수행될 수 있다.According to the present invention, the PDCP manages a queue in accordance with the state of a radio channel that determines the overall network state of the mobile communication network, so that the congestion avoidance operation of the TCP protocol can be performed better.

또한, 무선 채널 변화에 따라 TCP가 적절한 전송율로 패킷을 전송할 수 있으며, TCP 타임아웃을 방지하여 순방향 데이터 전송율을 향상시킬 수 있다. 만약 단말 PDCP에서 본 발명의 실시예를 구현하는 경우, 순방향 시와 동일한 효과를 역방향 데이터 전송 시에도 얻을 수 있다.In addition, TCP can transmit packets at an appropriate data rate according to a change of a wireless channel, and can prevent a TCP timeout, thereby improving a forward data rate. If the embodiment of the present invention is implemented in the terminal PDCP, the same effect as in the forward direction can be obtained even in the reverse data transmission.

또한, TCP가 무선 상태에 맞는 데이터 전송율로 패킷을 전송하므로, 특정 서비스의 과도한 패킷들에 의한 다른 서비스의 패킷 전송에 대한 영향이 감소하게 되며, 전체 서비스 품질이 향상되어 가입자의 QoS가 개선된다.Also, since TCP transmits packets at a data rate matching the radio state, the influence of other services on packet transmission due to excessive packets of a specific service is reduced, and the QoS of the subscriber is improved by improving the overall service quality.

또한, TCP가 불필요하게 과도한 패킷을 전송하지 않게 되므로, 어플리케이션 서버, 스위칭 네트워크 요소 및 기지국 등의 메모리 사용량을 줄일 수 있으며, 각 네트워크 요소간의 전송로 효율성을 증대시킬 수 있다.In addition, since the TCP does not unnecessarily transmit excessive packets, the memory usage of the application server, the switching network element, and the base station can be reduced and the transmission path efficiency between the network elements can be increased.

도 1은 일반적인 슬로우 스타트 전송 방식과 혼잡 회피 기법에 대한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TCP 패킷 전송 시스템의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TCP 패킷 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 지연 전송의 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a general slow start transmission scheme and a congestion avoidance scheme.
2 is a structural diagram of a TCP packet transmission system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a TCP packet transmission method according to an embodiment of the present invention.
4 is an illustration of packet delay transmission in accordance with an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

본 명세서에서 단말(terminal)은, 이동국(Mobile Station, MS), 이동 단말(Mobile Terminal, MT), 가입자국(Subscriber Station, SS), 휴대 가입자국(Portable Subscriber Station, PSS), 사용자 장치(User Equipment, UE), 접근 단말(Access Terminal, AT) 등을 지칭할 수도 있고, 이동 단말, 가입자국, 휴대 가입자 국, 사용자 장치 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In this specification, a terminal includes a mobile station (MS), a mobile terminal (MT), a subscriber station (SS), a portable subscriber station (PSS) An access terminal (AT), and the like, and may include all or some of functions of a mobile terminal, a subscriber station, a mobile subscriber station, a user equipment, and the like.

본 명세서에서 기지국(Base Station, BS)은 접근점(Access Point, AP), 무선 접근국(Radio Access Station, RAS), 노드B(Node B), 송수신 기지국(Base Transceiver Station, BTS), MMR(Mobile Multihop Relay)-BS 등을 지칭할 수도 있고, 접근점, 무선 접근국, 노드B, 송수신 기지국, MMR-BS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.In this specification, a base station (BS) is an access point (AP), a radio access station (RAS), a node B, a base transceiver station (BTS) Mobile Multihop Relay) -BS, and may include all or some of the functions of an access point, a radio access station, a Node B, a base transceiver station, and an MMR-BS.

이하 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 무선망 전송 품질 향상을 위한 TCP 패킷 전송 시스템 및 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에 대해 설명하기 앞서, 일반적인 TCP 패킷 전송에서 슬로우 스타트 전송 방식과 혼잡 회피 기법에 대해 도 1을 참조로 설명한다.Hereinafter, a TCP packet transmission system and method for improving the quality of a wireless network transmission according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Before describing an embodiment of the present invention, a slow start transmission method and a congestion avoidance method in a general TCP packet transmission will be described with reference to FIG.

도 1은 일반적인 슬로우 스타트 전송 방식과 혼잡 회피 기법에 대한 예시도이다.1 is an exemplary diagram illustrating a general slow start transmission scheme and a congestion avoidance scheme.

도 1에 도시된 바와 같이, 혼잡 윈도우(congestion window)는 수신 TCP로부터 전송되는 TCP ACK를 수신하지 않고, 수신 TCP로 전송할 수 있는 최대 데이터 양을 의미한다. 전송 TCP의 혼잡 윈도우는 전송 초기에는 슬로우 스타트 단계로 동작하며 혼잡 윈도우 크기는 1, 2, 또는 4 × MSS(Maximum Segment Size)로 시작하는데, TCP ACK를 수신 할 때마다 MSS 만큼씩 기하급수적으로(exponentially) 증가한다. 이렇게 증가하던 혼잡 윈도우는 슬로우 스타트 문턱값에 도달하는 순간부터 혼잡 회피 단계에 진입하며, 혼잡 윈도우는 수신 TCP로부터 전송되는 TCP ACK를 수신할 때마다 선형(linear)적으로 증가하게 된다. As shown in FIG. 1, a congestion window means a maximum amount of data that can be transmitted to a receiving TCP without receiving a TCP ACK transmitted from the receiving TCP. The congestion window of the transmission TCP acts as a slow start phase at the beginning of the transmission and the congestion window size starts with 1, 2, or 4 × MSS (Maximum Segment Size). It is exponentially increased by MSS every time TCP ACK is received exponentially. The increasing congestion window enters the congestion avoidance phase from the moment when the slow start threshold is reached, and the congestion window increases linearly with each reception of the TCP ACK transmitted from the receiving TCP.

수신 TCP는 TCP 패킷을 수신할 때마다 TCP ACK를 전송하는데, 이 TCP ACK는 다음 번 패킷 전송이 기대되는 TCP 시퀀스 번호('next expected SN'이라 지칭함)를 포함한다. 만약 수신된 TCP 패킷의 시퀀스 번호가 next expected SN이 아닌 경우, 수신 TCP는 자신이 기다리고 있는 next expected SN을 포함하여 전송 TCP로 TCP ACK를 전송하게 된다. The receiving TCP sends a TCP ACK every time it receives a TCP packet, which contains the TCP sequence number (referred to as 'next expected SN') for which the next packet transmission is expected. If the sequence number of the received TCP packet is not the next expected SN, the receiving TCP sends a TCP ACK to the sending TCP including the next expected SN that it is waiting for.

TCP ACK 패킷은 이전 TCP ACK 패킷과 동일한 ACK 시퀀스 번호를 포함하고 있으므로 중복 ACK(duplicated ACK)라 지칭한다. 연속되어 수신되는 다른 패킷의 시퀀스 번호도 next expected SN과 다른 경우, 수신 TCP는 다시 next expected SN을 포함하는 중복 ACK 패킷을 송신 TCP로 전송한다. 그리고 next expected SN을 포함한 패킷을 수신하기 전까지 새로운 패킷을 받을 때마다 중복 ACK 패킷을 전송하게 된다. The TCP ACK packet is referred to as a duplicated ACK because it contains the same ACK sequence number as the previous TCP ACK packet. If the sequence number of another consecutively received packet is different from the next expected SN, the receiving TCP sends a duplicate ACK packet containing the next expected SN to the sending TCP. And a duplicate ACK packet is transmitted every time a new packet is received until a packet including the next expected SN is received.

전송 TCP는 3개의 중복 ACK를 수신하게 되면 네트워크가 혼잡 상태라고 인식하고, 혼잡 윈도우 값을 줄이게 된다. TCP 알고리즘 별로 차이가 있지만, 일반적으로 사용되는 TCP Reno 또는 new Reno의 경우 혼잡 윈도우 크기 및 슬로우 스타트 문턱값을 반으로 줄인다. 그리고, 유실 패킷에 대해서는 빠른 재전송을 수행 후 빠른 회복 단계로 동작한다. 이 상태에서 빠른 재전송 패킷에 대한 ACK가 수신되는 경우 다시 혼잡 회피 단계로 진입하게 되나, ACK이 수신되지 않는 경우 TCP 타임아웃이 발생하여 슬로우 스타트 단계로 천이된다. Transmission TCP recognizes that the network is congested when receiving three redundant ACKs, and reduces the congestion window value. Although TCP algorithms differ, the congestion window size and slow-start threshold are reduced in half for commonly used TCP Reno or new Reno. In addition, a fast retransmission is performed for lost packets, and then a fast recovery is performed. If an ACK for a fast retransmission packet is received in this state, the UE enters the congestion avoidance phase again. However, if ACK is not received, a TCP timeout occurs and transition is made to the slow start phase.

본 발명의 실시예에서는 슬로우 스타트 단계로의 천이 없이 사전에 기지국이 무선 환경을 모니터링하고, 무선 환경에 따라 패킷 전송을 제어하여 과도한 TCP 데이터 전송율 감소를 막아주고 성능을 개선하는 시스템 및 방법에 대해 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 TCP 패킷 전송 시스템(100)이 송신 TCP에 포함되는 것을 예로 하여 설명하나, 반드시 이와 같이 한정되는 것은 아니다.In the embodiment of the present invention, a system and a method for monitoring a radio environment in advance without a transition to a slow start phase and controlling packet transmission according to a wireless environment to prevent excessive TCP data transmission rate reduction and improving performance are described do. Although the TCP packet transmission system 100 is included in the transmission TCP in the embodiment of the present invention, it is not limited thereto.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 TCP 패킷 전송 시스템의 구조도이다.2 is a structural diagram of a TCP packet transmission system according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 패킷 전송 시스템(100)은 상태 확인부(110), 패킷 지연 전송 결정부(120) 및 패킷 전송부(130)를 포함한다.2, the packet transmission system 100 includes a status check unit 110, a packet delay transmission determination unit 120, and a packet transmission unit 130. [

상태 확인부(110)는 임의의 시점에 패킷을 송수신하는 전송 TCP와 수신 TCP가 위치한 무선 환경의 상태 정보를 수신한다. 여기서 상태 정보는 무선 환경에 부하가 발생하고 있는지 여부를 확인할 수 있는 예상되는 무선 구간 전송 속도와 EPC(EUTRAN Packet Core)로부터 수신되는 패킷 수신 속도에 관한 것으로, 예상되는 무선 구간 패킷 전송 속도와 EPC로부터 수신하는 패킷 수신 속도를 비교하여 PDCP 버퍼에 저장될 데이터 양을 예측하여, 버퍼에 저장될 데이터 양에 대한 정보를 수집한다. The status checking unit 110 receives the status information of the transmission TCP and the reception environment in which the receiving TCP is located at a certain point in time. Here, the state information is related to an expected radio range transmission rate and a packet reception rate received from an EPC (EUTRAN Packet Core), which can confirm whether or not a load is being generated in the radio environment. Compares the received packet reception rate, predicts the amount of data to be stored in the PDCP buffer, and collects information on the amount of data to be stored in the buffer.

상태 확인부(110)는 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)가 될 수 있으며, 이 경우 무선 상태에 따른 가상의 데이터 전송 속도를 하위 레이어에서 수신하고, 현재 PDCP 버퍼의 데이터 수신 속도를 모니터링하여 상태 정보로 수신한다. 그리고 상태 확인부(110)는 수신한 상태 정보를 토대로 버퍼 점유율을 계산한다. 버퍼 점유율을 계산하는 방법은 이미 알려진 사항으로, 본 발명의 실시예에서는 상세한 설명을 생략한다.The status checking unit 110 may be a PDCP (Packet Data Convergence Protocol). In this case, the status checking unit 110 receives the virtual data transmission rate according to the radio status in the lower layer, monitors the data reception rate of the current PDCP buffer, . The state checking unit 110 calculates the buffer occupancy based on the received state information. The method of calculating the buffer occupancy rate is already known, and a detailed description thereof will be omitted in the embodiment of the present invention.

패킷 지연 전송 결정부(120)는 상태 확인부(110)가 수신한 상태 정보 즉, 패킷 전송 속도와 수신 속도를 토대로, 수신 TCP로 전송할 패킷을 지연하여 전송할 것인지 여부를 확인한다. 즉, 현재 무선 환경에 대한 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계 값인 버퍼의 최대 점유율보다 큰 경우, 곧 부하가 발생할 것으로 예측한다. 그리고 다음 번 전송할 패킷을 지연시키고 두 번째 패킷부터 전송할 것인지, 패킷 전송부(130)에 저장되어 있는 패킷 중 전송되어야 할 제1 패킷을 삭제한 후 제2 패킷부터 전송할 것인지를 결정한다. 이에 대해 이후 상세히 설명한다.The packet delay transmission determining unit 120 determines whether to delay transmission of a packet to be transmitted to the reception TCP based on the status information received by the status checking unit 110, that is, the packet transmission rate and the reception rate. That is, if the packet transmission rate for the current wireless environment is larger than the maximum occupancy rate of the buffer, which is a preset threshold, it is predicted that a load will be generated soon. Then, it decides whether to delay the next packet to be transmitted and to transmit the packet from the second packet or to delete the first packet to be transmitted among the packets stored in the packet transmitting unit 130, and then determine whether to transmit the second packet. This will be described in detail later.

패킷 전송부(130)는 패킷 지연 전송 결정부(120)에서 결정한 패킷 지연 전송 결과에 따라 전송할 패킷을 수신 TCP로 전송하지 않고 임시 저장한다. 그리고 수신 TCP로부터 이 전에 전송한 패킷에 대한 확인 응답인 중복 ACK를 수신하거나, 미리 설정한 수의 패킷이 전송되면, 임시 저장한 패킷을 전송한다.The packet transmission unit 130 temporarily stores the packet to be transmitted according to the packet delay transmission result determined by the packet delay transmission determination unit 120, without transmitting the packet to the reception TCP. When receiving a duplicate ACK, which is an acknowledgment of a packet transmitted previously from the receiving TCP, or when a predetermined number of packets are transmitted, the packet is temporarily stored.

이상에서 설명한 패킷 전송 시스템(100)을 통해 TCP 패킷을 전송하는 방법에 대해 도 3을 참조로 설명한다.A method of transmitting a TCP packet through the packet transmission system 100 will be described with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 TCP 패킷 전송 방법을 나타낸 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a TCP packet transmission method according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 상태 확인부(110)는 임의의 시점에 무선 상태를 확인한다(S100). 여기서 무선 상태는 임의의 시점에 인터페이스를 통해 PDCP 버퍼로 수신되는 패킷 데이터 전송 속도(RxRate(i))에서 특정 시점에 순방향 채널 상태에 따라 전송 가능할 것으로 예상되는 데이터 전송 속도(TxRate(i))를 뺀 값이다. 여기서 TxRate(i)는 단말이 수집한 하향 링크 채널 품질 정보와 링크 적응(link adaptation)에 의해 결정되는 것으로, TxRate(i)가 결정되는 방법에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.As shown in FIG. 3, the state checking unit 110 checks the wireless state at an arbitrary point in time (S100). Herein, the wireless state indicates a data transmission rate (TxRate (i)) expected to be transmittable according to the forward channel state at a specific point in the packet data transmission rate (RxRate (i)) received at the PDCP buffer through the interface at an arbitrary point . Here, TxRate (i) is determined by link adaptation with downlink channel quality information collected by the UE, and a detailed description of the method of determining TxRate (i) will be omitted.

패킷 지연 전송 결정부(120)는 S100 단계에서 상태 확인부(110)가 수신한 무선 상태를 토대로 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계값 보다 빠른지 여부를 판단한다(S110). 여기서 임계값은 PDCP 버퍼의 최대 버퍼 점유율로, 버퍼 점유율이 높을수록 전송되지 않고 저장되어 있는 패킷이 많고 이에 따라 무선 환경이 좋은 상태가 아닌 것을 의미한다.The packet delay transmission determining unit 120 determines whether the packet transmission rate is faster than a predetermined threshold based on the radio state received by the state checking unit 110 in step S100. Here, the threshold value is the maximum buffer occupancy rate of the PDCP buffer. As the buffer occupancy rate is high, it means that there are many packets that are not transmitted and thus the wireless environment is not good.

S110 단계에서 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계값 보다 빠르면 S100 단계 이후의 절차를 수행한다. 그러나, 패킷 전송 속도가 임계값 보다 느리면, 패킷 전송 속도를 토대로 이후 전송할 패킷을 지연하여 전송할지 여부를 판단한다(S120). 패킷 지연 전송 결정부(120)가 S120 단계에서 패킷 전송 지연을 판단하는 것은, 패킷 전송 속도와 패킷을 지연시켜 TCP 전송율을 조절할 수 있는 최대 버퍼 점유율을 비교하여 패킷 전송을 지연할 것인지 제1 패킷을 폐기할 것인지를 판단한다.If the packet transmission rate is earlier than the preset threshold value in step S110, the procedure after step S100 is performed. However, if the packet transmission rate is slower than the threshold, it is determined whether to delay transmission of a packet to be transmitted later based on the packet transmission rate (S120). The packet delay transmission determining unit 120 determines the packet transmission delay in step 120 by comparing the packet transmission rate with the maximum buffer occupancy rate that can adjust the TCP rate by delaying the packet to determine whether to delay the packet transmission or to transmit the first packet It is determined whether or not to discard it.

즉, 패킷 전송 속도가 TCP 전송율을 조절할 수 있는 최대 버퍼 점유율보다 클 경우, 패킷을 지연하여 전송한다 하더라도 패킷 전송부(130)에 대기하고 있는 버퍼 점유율이 커서 빨리 패킷을 전송해야 하는 것으로 판단한다. 따라서, TCP 전송 속도를 급격히 줄여야 하고, 이 경우 패킷 전송부(130)는 대기하고 있는 패킷들 중 제1 패킷을 삭제한 후 제2 패킷부터 수신 TCP로 패킷을 전송한다(S130). That is, even if the packet transmission rate is larger than the maximum buffer occupancy rate that can control the TCP transmission rate, even if the packet is delayed and transmitted, it is determined that the packet transmission rate is high and the packet must be transmitted as soon as the buffer occupancy rate is high. Accordingly, the TCP transmission rate must be drastically reduced. In this case, the packet transmission unit 130 deletes the first packet from the waiting packets, and then transmits the packet from the second packet to the receiving TCP (S130).

그러나, 패킷 전송 속도가 TCP 전송율을 조절할 수 있는 최대 버퍼 점유율보다 작은 경우, 패킷을 한 타임 지연하여 전송하더라도 버퍼에 여유가 있는 것으로 확이한다. 따라서, 패킷 전송부(130)는 대기하고 있는 제1 패킷은 한 타임 지연한 후 제2 패킷부터 수신 TCP로 패킷을 전송한다(S140). 그리고 제2 패킷부터 미리 설정한 수의 패킷이 전송된 뒤에, 수신 TCP로부터 ACK의 수신 여부에 상관 없이 지연한 제1 패킷을 이후 다시 전송한다. However, if the packet transmission rate is smaller than the maximum buffer occupancy rate that can control the TCP transmission rate, it is confirmed that there is a buffer even if the packet is transmitted with a time delay. Accordingly, the packet transmitting unit 130 transmits a packet from the second packet to the receiving TCP after a delay of the first packet waiting at step S140. After a predetermined number of packets are transmitted from the second packet, the first packet is transmitted again after the delay regardless of whether ACK is received from the receiving TCP.

S140 단계에 대해 도 4를 참조로 설명하면 다음과 같다.Step S140 will now be described with reference to FIG.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 패킷 지연 전송의 예시도이다.4 is an illustration of packet delay transmission in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 상태 확인부(110)는 무선 상태에 따른 가상의 데이터 전송 속도를 하위 레이어로부터 수신하고, 현재 PDCP 버퍼의 데이터 수신 속도를 모티터링한다. 그리고 상태 확인부(110)는 가상의 버퍼 점유율을 계산한다. 패킷 지연 전송 결정부(120)는 상태 확인부(110)가 계산한 버퍼 점유율을 토대로 패킷을 지연시켜 전송할 것인지 패킷 전송부(130)에 있는 패킷 중 가장 먼저 전송되어야 할 패킷을 삭제한 후 두 번째 패킷부터 전송할지 여부를 결정한다. As shown in FIG. 4, the state checking unit 110 receives the virtual data transmission rate according to the radio state from the lower layer, and monitors the data reception rate of the current PDCP buffer. The state checking unit 110 calculates a virtual buffer occupancy rate. The packet delay transmission determining unit 120 determines whether to delay the packet based on the buffer occupancy calculated by the state checking unit 110 or to delete the packet to be transmitted first among the packets in the packet transmitting unit 130, And determines whether to transmit the packet or not.

즉, 버퍼 오버플로우가 예상되나 그 오버플로우 정도가 심하지 않은 경우, 패킷 전송부(130)의 가장 앞에 들어있는 첫 번째 패킷을 전송하지 않고 지연시킨다. 그리고 그 뒤의 n(여기서 n은 임의의 정수임)개 이상의 패킷들을 먼저 전송하고, 패킷이 미리 설정한 수 정도 전송된 후에 전송이 지연된 첫 번째 패킷을 전송한다. That is, if a buffer overflow is expected but the degree of overflow is not severe, the first packet in the packet transmitter 130 is delayed without being transmitted. Then, n (n is an arbitrary integer) or more subsequent packets are transmitted first, and the first packet whose transmission is delayed is transmitted after a predetermined number of packets are transmitted.

한편 PDCP의 가상의 데이터 전송 속도가 가상의 버퍼 점유율보다 현저히 작아 TCP 데이터 전송 속도가 급격하게 감소되야 할 필요가 있는 경우, 기존 AQM 동작과 같이 버퍼 즉 패킷 전송부(130)의 가장 앞에 들어있는 제1 패킷을 전송하지 않고 폐기시켜 TCP 타임아웃을 유도한다.When the virtual data transmission rate of the PDCP is significantly smaller than the virtual buffer occupancy rate and the TCP data transmission rate needs to be reduced sharply, One packet is discarded without being transmitted and a TCP timeout is induced.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (8)

TCP(Transmission Control Protocol) 패킷 전송 시스템이 패킷을 전송하는 방법에 있어서,
무선 환경에서 부하가 발생하고 있는지 여부를 확인할 수 있는 예상되는 무선 구간 전송 속도인 전송 TCP가 TCP 패킷을 전송하는 패킷 전송 속도와, 수신 TCP가 TCP 패킷을 수신하는 패킷 수신 속도를 포함하는 상태 정보를 확인하는 단계;
상기 패킷 전송 속도가 미리 설정한 임계값--여기서 임계값은 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 버퍼의 최대 버퍼 점유율임--보다 빠른지 확인하는 단계;
상기 패킷 전송 속도가 상기 임계값 보다 느리면, TCP 패킷의 전송 방법을 지연 방법 또는 폐기 방법 중 어느 하나의 방법으로 결정하는 단계; 및
상기 결정한 방법을 토대로 TCP 패킷을 전송하는 단계
를 포함하는 패킷 전송 방법.A TCP (Transmission Control Protocol) packet transmission system for transmitting a packet,
The state information including the packet transmission rate at which the transmission TCP, which is the expected wireless segment transmission rate at which the load is occurring in the wireless environment, can be confirmed, and the reception rate at which the reception TCP receives the TCP packet Checking;
Determining whether the packet transmission rate is a preset threshold value, wherein the threshold value is a maximum buffer occupancy rate of a Packet Data Convergence Protocol (PDCP) buffer;
Determining a transmission method of a TCP packet by a delay method or a discard method if the packet transmission rate is slower than the threshold value; And
Transmitting the TCP packet based on the determined method
Lt; / RTI > 제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는,
상기 패킷 전송 속도와 상기 최대 버퍼 점유율을 비교하는 단계;
상기 패킷 전송 속도가 상기 최대 버퍼 점유율보다 작으면 TCP 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하는 단계; 및
상기 패킷 전송 속도가 상기 최대 버퍼 점유율보다 크면 TCP 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정하는 단계
를 포함하는 패킷 전송 방법.The method according to claim 1,
Wherein the determining comprises:
Comparing the packet transmission rate with the maximum buffer occupancy rate;
Determining a TCP packet transmission method as a delay method if the packet transmission rate is less than the maximum buffer occupancy rate; And
If the packet transmission rate is greater than the maximum buffer occupancy rate, determining that the TCP packet transmission method is to be discarded
Lt; / RTI > 제2항에 있어서,
상기 TCP 패킷을 전송하는 단계는,
상기 TCP 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하였으면, 상기 수신 TCP로 전송되어야 하는 TCP 패킷 중 상기 PDCP의 버퍼에 저장되어 있는 제1 TCP 패킷의 전송을 지연하는 단계;
상기 제1 TCP 패킷 이후의 하나 이상의 제2 TCP 패킷들을 상기 수신 TCP로 전송하는 단계; 및
상기 제2 TCP 패킷들이 전송된 후 상기 제1 TCP 패킷을 전송하는 단계
를 포함하는 패킷 전송 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the transmitting the TCP packet comprises:
Delaying the transmission of the first TCP packet stored in the buffer of the PDCP among the TCP packets to be transmitted to the receiving TCP if the TCP packet transmission method is determined to be a delay method;
Transmitting one or more second TCP packets after the first TCP packet to the receiving TCP; And
Transmitting the first TCP packet after the second TCP packets are transmitted
Lt; / RTI > 제2항에 있어서,
상기 TCP 패킷을 전송하는 단계는,
상기 TCP 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정하였으면, 상기 수신 TCP로 전송되어야 하는 TCP 패킷 중 상기 PDCP의 버퍼에 저장되어 있는 제1 TCP 패킷을 폐기하는 단계; 및
상기 제1 TCP 패킷 이후의 하나 이상의 제2 TCP 패킷들을 상기 수신 TCP로 전송하는 단계
를 포함하는 패킷 전송 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the transmitting the TCP packet comprises:
Discarding a first TCP packet stored in a buffer of the PDCP among TCP packets to be transmitted to the receiving TCP if the TCP packet transmission method is determined to be a discarding method; And
Transmitting one or more second TCP packets after the first TCP packet to the receiving TCP
Lt; / RTI > TCP 패킷을 전송하는 시스템에 있어서,
무선 구간에서 예상되는 전송 TCP가 TCP 패킷을 전송하는 TCP 패킷 전송 속도와 외부로부터 수신하는 수신 TCP가 TCP 패킷을 수신하는 TCP 패킷 수신 속도를 포함하는 상태 정보를 확인하며 PDCP(Packet Data Convergence Protocol)로 구성되는 상태 확인부;
상기 상태 확인부가 확인한 상태 정보를 토대로 상기 수신 TCP로 전송할 TCP 패킷을 지연 전송할 것인지, 폐기한 후 다음 TCP 패킷을 전송할 것인지 결정하는 패킷 지연 전송 결정부; 및
상기 패킷 지연 전송 결정부의 결정에 따라 TCP 패킷을 지연 전송하거나 폐기 전송하는 패킷 전송부
를 포함하는 패킷 전송 시스템.A system for transmitting a TCP packet,
Transmission TCP, expected in the wireless section, checks the status information including the TCP packet transmission rate for transmitting TCP packets and the reception rate of TCP packets for receiving TCP packets from the outside, and transmits the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) A status check unit configured;
A packet delay transmission decision unit for deciding whether to delay or transmit a TCP packet to be transmitted to the reception TCP based on the status information confirmed by the status confirmation unit and to decide whether to transmit the next TCP packet after discarding; And
A packet transmission unit for delaying or discarding a TCP packet according to the determination of the packet delay transmission determination unit,
Gt; 제5항에 있어서,
상기 상태 확인부는,
PDCP(Packet Data Convergence Protocol)로 구성되며, 상기 상태 정보를 토대로 버퍼 점유율을 계산하는 패킷 전송 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the state checking unit comprises:
And a Packet Data Convergence Protocol (PDCP), and calculates a buffer occupancy based on the status information. 제5항에 있어서,
상기 패킷 지연 전송 결정부는,
상기 패킷 전송 속도가 최대 버퍼 점유율보다 작으면 TCP 패킷 전송 방법을 지연 방법으로 결정하고, 상기 패킷 전송 속도가 최대 버퍼 점유율보다 크면 TCP 패킷 전송 방법을 폐기 방법으로 결정하는 패킷 전송 시스템.6. The method of claim 5,
The packet delay transmission determination unit may determine,
Determines a TCP packet transmission method as a delay method if the packet transmission rate is smaller than a maximum buffer occupancy rate and determines a TCP packet transmission method as a discard method if the packet transmission rate is greater than a maximum buffer occupancy rate. 제5항에 있어서,
상기 패킷 전송부는,
수신 TCP로부터 중복 응답을 수신하면, 지연된 TCP 패킷 또는 폐기된 TCP 패킷 중 어느 하나의 TCP 패킷을 전송하는 패킷 전송 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the packet transfer unit comprises:
And receiving a duplicate response from the receiving TCP, wherein the TCP packet is either a delayed TCP packet or a discarded TCP packet.
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