KR101527688B1 - 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법 - Google Patents

매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것으로, 이전 프레임의 데이터 채널에서 확정된 현재 프레임에서의 주변 링크 활성화 상태정보를 수신하여, 해당 링크의 이전 프레임에서의 활성화 상태 및 주변링크의 현재 프레임에서 활성화 상태를 판단하고, 제어부를 통하여 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였다면, 상태 변경자격획득 여부에 관계없이 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 거쳐 활성화 여부를 결정하여 링크의 활성화 상태 전환이 용이해지고, 패킷 큐에서 전송과 전송중단이 빈번히 발생하여, 큐의 길이가 짧아지면서 패킷 전송 지연을 감소하는 것을 특징으로 한다.

Description

매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEDIA ACCESS CONTROL SCHEDULING}
본 발명은 매체접근제어(Media Access Control, MAC) 기반 무선통신장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 송신자와 수신자 사이의 링크 활성화 상태를 제어하여 수율(Throughput)이 우수하면서도 패킷 전송 지연을 감소시키는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법에 관한 것이다.
WCDMA(Wideband code division miltiple access)나 LTE(long term evolution)와 같은 셀룰러 시스템에서는 기지국이라고 하는 특별한 장치가 존재하여 일정 지역 내에서는 한 순간에 하나의 송신자만이 신호를 송출하도록 제어한다. 반면, 무선 랜과 같은 통신 시스템에서는 각 송신자와 수신자가 상호 협력에 의해 분산적인 방법으로 신호를 송출할 송신자를 매 순간 결정하는 방식이 사용된다. 이때, 복수의 송신자와 수신자가 분산적인 방법으로 하나의 통신 채널을 공유하는 기술을 매체접근제어(Media Access Control, MAC)라고 한다.
하나의 통신 채널을 복수의 송신자와 수신자가 공유할 때, 특별한 지위를 가진 장치가 존재하여 한 순간에 하나의 송신자만이 신호를 송출하도록 제어하는 중앙집중식 방법은 수율이 우수한 장점이 있지만 해당 장치에 장애가 발생하였을 때, 모든 송신자와 수신자 사이의 통신이 두절되는 단점이 있다. 반면, 각 송신자들이 매체접근제어에 따라 채널을 공유하는 분산제어형 방식은 일반적으로 수율이 낮지만 특정 장치에 문제가 발생하더라도 다른 송수신자들이 영향을 받지 않으며, 구현도 간단하다는 장점이 있다.
반면, 각 통신 장치가 분산적으로 동작함에도 불구하고 중앙집중형 방식들보다 수율이 우수한 매체접근제어 방식이 제안된바 있다. 이는 논문(J. Ni. B. Tan, and R. Srikant, "Q-CSMA:Queue-length based CSMA/CA algorithms for achieving maximum throughput and low delay in wireless networks" in Proc. IEEE INFOCOM, 2010. ,이하 선행문헌이라 함)에 기재되어 있다.
상기 선행문헌에서 제안된 매체 접근 제어 방식을 간단히 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 1에 개시된 바와 같이 무선 채널은 일정한 시간 길이를 갖는 프레임으로 분할되어 있으며, 각 프레임은 0번 프레임, 1번 프레임, 2번 프레임 등으로 지칭된다. 각 프레임은 다시 시간 축에서 제어 채널과 데이터 채널로 구분되어 있으며, 무선 통신 장치들은 제어 채널을 통해 뒤따르는 데이터 채널에서 데이터 패킷을 송수신할 통신 장치를 선정하며, 선정된 통신 장치들은 데이터 채널을 통해 실제 데이터 패킷을 송수신한다.
이때, 통상 임의의 두 통신 장치를 연결하는 무선 채널을 링크라고 부르며, 어떤 링크의 송신단 통신 장치로부터 전송된 패킷이 다른 링크의 수신단 장치에게 강한 간섭을 줄 수 있으면 두 링크는 서로 충돌한다고 표현한다. 또한, 어떤 링크의 송신단 통신 장치가 수신단 장치에게 데이터 패킷을 전송하는 경우 해당 링크는 활성화되었다고 표현하며, 그렇지 않은 경우 해당 링크는 비활성화되었다고 표현한다. 앞서 설명한 바와 같이 모든 링크는 동일한 길이를 갖는 프레임의 연속이며, 모든 링크에서 임의의 프레임은 같은 시점에서 시작한다. 이때, 선행문헌의 매체 접근 제어 방식을 따르는 무선 통신 장치는 임의의 프레임에서 다음과 같이 동작한다.
1) 제어 채널에서의 동작
무선 통신 장치들은 제어 채널을 통해 서로 충돌하지 않는 링크들의 집합을 무작위로 선택한다.
2) 데이터 채널에서의 동작
제어 채널에서 선택된 링크들의 활성화 상태는 현재 프레임에서 달라질 수 있으며, 선택되지 않은 링크들의 활성화 상태는 이전 프레임과 동일하다. 이전 프레임에서 활성화되지 않았던 임의의 링크를 고려하면, 그 링크는 현재 프레임의 제어 채널에서 선택된 경우 활성화될 수도 그렇지 않을 수도 있으나, 선택되지 않은 경우 반드시 활성화되지 않는 상태를 유지해야 한다. 반면, 이전 프레임에서 활성화되었던 링크는 현재 프레임의 제어 채널에서 선택된 경우 활성화될 수도 그렇지 않을 수도 있으나, 선택되지 않은 경우 반드시 활성화된 상태를 유지해야한다. 링크는 활성화되었으나 전송할 데이터가 없는 경우 의미 없는 데이터라도 생성하여 전송해야 한다.
제어 채널에서 선택된 링크는 이전 프레임에서의 활성화 상태와 무관하게 현재 프레임에서 활성화 상태가 확률적으로 달라질 수 있다. 단, 예외적으로, 선택된 링크라고 하더라도 이전 프레임에 활성화되었던 링크가 주변에 존재하면 그 링크는 현재 프레임에서 반드시 활성화되지 않아야 한다. 제어 채널에서 선택된 어떤 링크가 실제로 활성화되어 패킷을 송수신할 확률은 해당 링크를 통해 전송되어야 하는 데이터 패킷들이 얼마나 많이 큐에 쌓여있느냐에 따라 결정된다. 일반적으로는 패킷의 양이 많을수록 활성화 확률이 높아야 한다고 알려져 있다.
활성화된 링크의 송신단 통신 장치는 수신단 통신 장치를 향해 패킷을 전송하고, 그 패킷이 성공적으로 도착하면 수신단 통신 장치는 수신확인 (Acknowledgemnet, ACK) 패킷으로 응답한다.
선행문헌에서 제안된 매체 접근 제어 방식은 수율이 매우 우수하다고 증명되어 있으나, 대신 정보 전송 단위 즉, 패킷(Packet)의 전송 지연이 크다는 문제점이 있다. 예컨대, 각 링크의 패킷 큐는 오랫동안 지속적으로 패킷을 전송하다가 다시 오랫동안 패킷전송이 중단되는 일을 반복한다. 패킷 큐가 이러한 패턴으로 서비스되는 경우 큐 길이가 길어지고 패킷 전송 지연도 증가한다고 알려져 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 각 링크의 활성화 상태를 제어하여 우수한 수율은 그대로 유지하면서, 데이터 채널에서 전송되는 패킷의 전송 지연 시간을 감소시켜 효율적으로 데이터를 전송하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치는 패킷이 포함된 현재 프레임에서 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신자로부터 수신하는 수신부, 상기 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신하고 해당 링크의 이전 프레임에서의 활성화 상태와 현재 프레임에서의 주변 링크의 활성화 상태를 판단하고 링크 상태정보를 생성하는 활성화 판단부, 상기 활성화 판단부로부터 전송된 링크 상태정보에 따라 상기 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 여부 및 다음 프레임에서 활성화 여부를 결정하는 제어부 및 상기 결정된 다음 프레임의 활성화상태 정보를 패킷에 포함하여 상기 수신자에게 송신하는 송신부를 포함한다.
상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 활성화될 경우, 활성화 상태를 그대로 유지하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 비활성화될 경우, 상태 변경자격 획득을 위한 경쟁에는 참여하지만 경쟁에서 승리 여부와 상관없이 비활성화 상태로 전환되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 비활성화 상태였을 경우, 해당 링크는 상태변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여하는 것을 특징으로 한다.
상기 경쟁에서 승리하는 경우, 큐 길이에 따른 활성화 테스트를 이용하여 상기 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 해당 링크는 주변 링크중 현재 프레임에서 활성화되는 링크가 존재하면 현재 프레임에서 활성화되지 않도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 방법은 이전 프레임의 링크 상태를 판단하는 단계, 상기 판단 결과 상기 링크가 활성화 상태이면, 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 수행하는 단계, 상기 확률적 테스트에 따라 현재 프레임의 활성화 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 확률적 테스트에서 활성화 확률은 하기 수학식에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다.
Figure 112014052762371-pat00001
여기서,
Figure 112014052762371-pat00002
는 큐 길이에 비례하는 함수,
Figure 112014052762371-pat00003
는 시간 t에서 링크 i의 큐 길이를 나타내는 함수,
Figure 112014052762371-pat00004
는 링크 i가 상태 변경자격을 획득할 확률이다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치 및 방법에 의하면, 수신부로부터 수신된 주변 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태 정보 및 이전 프레임에서의 해당 링크의 활성화 상태를 확인하고, 이전 프레임에서 해당 링크가 활성화 상태였다면, 해당 링크는 상태 변환자격을 획득할 필요없이 큐 길이에 따른 확률적 테스트만으로 활성화 여부를 결정하는 방식을 이용하여 각 링크는 활성화 상태 전환이 용이해지고, 패킷 큐에서 전송과 전송중단이 빈번하게 발생하며 큐의 길이가 짧아지면서 패킷 전송 지연이 감소하여 효율적으로 데이터를 전송하는 효과가 있다.
도 1은 종래의 매체 접근 제어 방식에 적용되는 채널 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태 결정 방법에 관한 순서도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현재 프레임에서 활성화된 링크의 다음 프레임임에서 활성화 상태 결정 방법에 관한 순서도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구현 알고리즘 및
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력 트래픽 비율에 대한 큐의 길이 변화를 나타내는 결과 그래프이다.
본 발명은 다양한 변형 및 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치의 구성도이다.
본 발명의 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치에는 수신부(201)가 구비된다. 수신부(201)는 무선통신장치로서 각 송신자와 수신자를 연결하는 링크를 통하여 패킷을 수신받고, 상기 패킷에 포함된 현재 프레임에서의 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신한다. 상기 패킷에 포함된 활성화 상태 정보는 현재 프레임에서 상기 주변 링크의 활성화 여부에 대한 정보로서, 상기 주변 링크의 이전 프레임 제어채널에서 결정되고, 상기 주변 링크가 이전 프레임의 데이터채널에서 패킷을 전송할 때, 패킷에 포함되어 전송된다.
또한, 수신부(201)는 주변의 무선통신장치로부터 패킷을 전송받을 시, 패킷과 함께 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신할 수 있다.
수신부(201)로부터 획득된 상기 활성화 상태 정보를 수신하고, 주변 링크의 활성화 상태를 판단하는 활성화 판단부(203)가 구성된다. 활성화 판단부(203)는 해당 링크의 이전 프레임에서의 활성화 상태 및 상기 활성화 상태 정보에 포함된 주변 링크 활성화 상태를 판단하고, 링크 상태정보를 생성하는 역활을 한다.
상기 링크 상태정보를 수신하고, 해당 링크의 이전 프레임에서의 활성화 상태 및 현재 프레임에서 주변 링크의 활성화 상태에 따라, 해당 링크의 활성화 상태를 제어하는 제어부(204)가 구성된다.
제어부(204)는 다음과 같은 방법으로 현재 프레임에서 해당 링크의 활성화 여부 및 다음 프레임에서 링크의 활성화 상태를 결정하고, 해당 링크의 제어 채널 및 데이터 채널에서의 링크 동작을 제어한다.
1) 이전 프레임에서 활성화 상태였던 링크의 제어
제어부(204)는 상기 링크 상태정보를 이용하여 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 활성화될 경우, 해당 링크는 상태 변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여하지 않도록 제어한다. 따라서, 제어 채널에서 아무런 변화가 발생하지 않고, 해당 링크는 이전 프레임에서의 활성화 상태를 그대로 유지한다.
반면, 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 비활성화될 경우, 해당 링크는 상태 변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여한다. 다만, 상기 경쟁에서 승리하여 상태 변경자격을 획득한다 하더라도, 현재 프레임에서 비활성화상태로 전환되도록 제어된다.
따라서, 이전 프레임에서 활성화 상태였던 링크는 해당 링크의 현재 프레임에서의 상태 변경자격을 획득할 필요없이 큐 길이에 따른 확률적 테스트 결과에 의해서만 활성화 또는 비활성화 상태가 결정된다.
2) 이전 프레임에서 비활성화 상태였던 링크의 제어
제어부(204)는 상기 링크 상태정보를 이용하여 해당 링크가 이전 프레임에서 비활성화 상태였다면, 해당 링크는 상태 변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여한다. 만약 해당 링크가 상기 경쟁에서 승리하면, 큐 길이에 따른 확률적 테스트의 결과에 따라 활성화 여부를 결정한다.
여기서, 상기 큐 길이에 따른 확률적 테스트의 활성화 확률은 하기의 수학식 1과 같다.
Figure 112014052762371-pat00005
상기 수학식 1에서,
Figure 112014052762371-pat00006
는 큐 길이에 비례하는 함수,
Figure 112014052762371-pat00007
는 시간 t에서 링크 i의 큐 길이를 나타내는 함수,
Figure 112014052762371-pat00008
는 링크 i가 상태 변경자격을 획득할 확률이다.
제어부(204)는 상기 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 수행하기 위한 큐 길이에 관한 정보는 패킷 큐 저장부(205)에서 전송받는다.
해당 링크는 상기 수학식 1의 활성화 확률에 따라
Figure 112014052762371-pat00009
의 확률로 현재 프레임에서 활성화되고, 반대의 경우, 해당 링크는
Figure 112014052762371-pat00010
의 확률로 비활성화된다.
다만, 제어부(204)는 활성화 판단부(203)에서 전송된 상기 링크 상태정보를 확인한 결과, 주변 링크 중, 현재 프레임에서 활성화상태가 되겠다고 선언한 링크가 있으면, 해당 링크가 비활성화 상태가 되도록 제어한다.
제어부(204)는 상기와 같은 방법으로 제어 채널에서 해당 링크의 현재 프레임에서 활성화 여부를 결정한다. 여기서, 해당 링크가 현재 프레임에서 활성화되면 제어부(204)는 현재 프레임의 데이터 채널이 시작되기 전, 다음 프레임에서의 해당 링크의 활성화 여부를 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 거쳐 결정한다.
상기 확률적 테스트에 의해 결정된 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 정보는 해당 링크의 현재 프레임 데이터 채널을 통하여 패킷이 전송될 때, 패킷과 함께 송신부(202)를 통하여 송신된다.
도 3 및 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태 결정 방법에 관한 순서도 및 현재 프레임에서 활성화된 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태 결정 방법에 관한 순서도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 매체접근제어 기반 스케쥴링 방법의 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태 결정은 3가지 경우로 나누어 살펴본다.
1) 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 활성화될 경우
먼저, 제어부(204)는 활성화 판단부(203)로부터 전송된 링크 상태정보를 이용하여 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였는지를 판단한다(S300).
상기 판단 결과, 해당 링크는 이전 프레임에서 활성화 상태였다고 판단하고, 다음으로 현재 프레임에서의 활성화 상태를 판단한다(S310).
판단 결과, 해당 링크는 현재 프레임에서 활성화될 것이므로, 제어채널에서 아무런 변화가 생기지 않는다(S311). 즉, 해당 링크는 이전 프레임에서의 활성화 상태를 현재 프레임에서 유지한다.
2) 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 비활성화될 경우
먼저, 제어부(204)에서 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였는지를 판단한다(S300).
상기 판단 결과, 해당 링크는 이전 프레임에서 활성화 상태였다고 판단하고, 현재 프레임에서의 활성화 상태를 판단한다(S310).
상기 판단 결과, 해당 링크는 현재 프레임에서 비활성화될 것이므로, 상태 변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여한다(S312).
다만, 제어부(204)는 해당 링크가 상기 경쟁에서 승리하더라도 해당 링크를 활성화 상태로 전환되지 않도록 제어한다(S313).
3)해당 링크가 이전 프레임에서 비활성화 상태였을 경우
먼저, 제어부(204)는 해당 링크의 이전 프레임에서 활성화 여부를 판단한다(S300).
상기 판단 결과, 해당 링크는 이전 프레임에서 비활성화 상태였으므로, 상태 변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여한다(S320).
해당 링크가 상기 경쟁에서 승리하여 상태 변경자격을 획득한 경우, 해당 링크는 큐 길이에 따른 확률적 테스트 결과에 따라 활성화 여부가 결정된다(S321).
다만, 제어부(204)는 활성화 판단부(203)에서 전송된 링크 상태정보를 확인하여 주변 링크 중, 현재 프레임에서 활성화되겠다고 선언한 링크가 존재하는지 판단하고(S322), 상기 판단 결과, 선언한 링크가 존재하면, 해당 링크는 현재 프레임에서 활성화되지 않도록 제어한다(S323).
제어부(204)는 상기와 같은 방법으로, 제어채널에서 현재 프레임에서의 활성화 상태를 결정하고, 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 여부에 따라 다음 프레임에서의 동작을 결정한다.
도 4에 개시된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 현재 프레임에서 활성화된 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태 결정 방법을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 제어부(204)는 해당 링크가 현재 프레임에서 활성화 상태가 되는지를 판단한다(S400).
상기 판단결과 해당 링크가 현재 프레임에서 활성화된다면, 제어부(204)는 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 통하여 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태를 결정한다(S401).
상기 결정된 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태 정보는 현재 프레임의 데이터 채널에서 패킷 전송시, 패킷과 함께 포함되어 전송된다(S402).
본 발명에서는 상기와 같은 방법으로 제어 채널에서 현재 프레임에서 활성화된다고 결정된 링크만이 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 여부를 미리 결정한다. 상기 결정된 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태 정보는 해당 링크의 현재 프레임 데이터 채널에서 패킷을 수신자에게 전송할 때, 패킷과 함께 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 상태 여부에 대한 정보를 포함하여 전송함으로써 주변 링크에 해당 링크의 다음 프레임에서의 활성화 여부를 미리 알릴 수 있다.
이에, 상기와 같은 본 발명의 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치의 제어 방법은 도 5에 개시된 구현 알고리즘을 통하여 구현된다.
이어서는, 본 발명의 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치의 시뮬레이션 결과를 살펴본다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 입력 트래픽 비율에 대비한 큐의 길이 변화를 나타내는 그래프이다.
본 시뮬레이션은 4×4 기반의 그리드 네트워크환경에서 실시되었고, 그리드 네트워크는 16노드와 24개의 링크로 구성되었다.
도 5를 살펴보면, 입력 트래픽 비율이 증가할수록 종래방식인 Optimal CSMA와 비교해 보았을 때, 본 발명의 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치의 평균 큐의 길이가 짧은 것을 확인할 수 있다. 평균 큐의 길이가 짧다는 것은 큐에 저장되는 패킷의 수가 적다는 것을 의미하고, 따라서 그만큼 패킷 전송 지연(Delay)이 감소한다는 것이다. 특히, 입력 트래픽 비율이 0.20일 때 최대 20%까지 패킷 전송 지연이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
201 : 수신부
202 : 송신부
203 : 활성화 판단부
204 : 제어부
205 : 패킷 큐 저장부

Claims (8)

  1. 패킷이 포함된 현재 프레임에서 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신자로부터 수신하는 수신부;
    상기 주변 링크의 활성화 상태 정보를 수신하고 해당 링크의 이전 프레임에서의 활성화 상태 및 현재 프레임에서의 주변 링크의 활성화 상태를 판단하고 링크 상태정보를 생성하는 활성화 판단부;
    상기 활성화 판단부로부터 전송된 링크 상태정보에 따라 상기 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 여부와 다음 프레임에서 활성화 여부를 결정하는 제어부; 및
    상기 결정된 다음 프레임의 활성화상태 정보를 패킷에 포함하여 상기 수신자에게 송신하는 송신부;를 포함하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 활성화될 경우, 활성화 상태를 그대로 유지하는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 활성화 상태였고, 현재 프레임에서 비활성화될 경우, 상태 변경자격 획득을 위한 경쟁에는 참여하지만 경쟁에서 승리 여부와 상관없이 비활성화 상태로 전환되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 해당 링크가 이전 프레임에서 비활성화 상태였을 경우, 해당 링크는 상태변경자격을 획득하기 위한 경쟁에 참여하는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 경쟁에서 승리하는 경우, 큐 길이에 따른 활성화 테스트를 이용하여 상기 해당 링크의 현재 프레임에서의 활성화 상태를 결정하는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 해당 링크는 주변 링크중 현재 프레임에서 활성화되는 링크가 존재하면 현재 프레임에서 활성화되지 않도록 제어되는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 장치.
  7. 이전 프레임의 링크 상태를 판단하는 단계;
    상기 판단 결과 상기 링크가 활성화 상태이면, 큐 길이에 따른 확률적 테스트를 수행하는 단계;
    상기 확률적 테스트에 따라 현재 프레임의 활성화 여부를 결정하는 단계를 포함하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 확률적 테스트에서 활성화 확률은 하기 수학식에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 매체접근제어 기반 스케쥴링 방법.

    Figure 112014052762371-pat00011

    여기서,
    Figure 112014052762371-pat00012
    는 큐 길이에 비례하는 함수,
    Figure 112014052762371-pat00013
    는 시간 t에서 링크 i의 큐 길이를 나타내는 함수,
    Figure 112014052762371-pat00014
    는 링크 i가 상태 변경자격을 획득할 확률이다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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"Q-CSMA : Queue-length based CSMA/CA algorithms for achieving maximum throughput and low delay in wireless networks," Jian Ni 외 2인, Proceeding of IEEE INFOCOM 2010. *

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