KR101628377B1 - 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 방법에 있어서, 최고 우선순위를 가지는 제1패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신하고, 상기 제1패킷 및 적어도 하나의 제2패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하고, 상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하고, 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정하고, 상기 제1패킷의 단반향 지연 및 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연 중 하나를, 관련 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드(upper delay bound) 값을 사용하여 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨로 변환하고, 상기 변환된 QoS 레벨을 혼잡 제어를 수행하기 위해 사용되는 유효 혼잡 레벨로 변환한다.

Description

통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING CONGESTION CONTROL IN A COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 통신 시스템에서 혼잡(congestion) 제어를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
차세대 통신 시스템에서는 사용자에게 좋은 품질의 서비스를 제공하기 위하여 서비스 클래스(class) 별 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨(level)을 측정하고, 이를 통해 네트워크 상의 혼잡 검출(congestion detection)을 선제적으로 수행하여 적절한 대응 조치를 취하는 것이 요구된다.
상기 차세대 통신 시스템에서는 서비스 클래스 간 지연(delay) 차이를 측정하고, 상기 측정한 값이 미리 결정된 값을 연속적으로 초과하는 횟수가 특정 횟수 이상이면 혼잡 상태임을 검출하는 알고리즘이 이용된다. 그러나 상기 알고리즘은 혼잡 상태에 대한 선제적 대처가 미흡하고, 상기 서비스 클래스 간 지연 차이가 상기 미리 결정된 값을 연속적으로 초과하는 횟수가 특정 횟수 이상일 경우에만 혼잡 상태임을 검출하므로, 트래픽(traffic) 패턴에 따라서는 상기 혼잡 상태를 제대로 검출하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치 및 방법을 제안한다.
또한 본 발명은 통신 시스템에서 혼잡 제어를 위해 서비스 클래스 별 QoS 레벨을 측정하는 장치 및 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 장치는; 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치에 있어서, 최고 우선순위를 가지는 제1패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신하는 송신부와, 상기 제1패킷 및 적어도 하나의 제2패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 수신부와, 상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하고, 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정하고, 상기 제1패킷의 단반향 지연 및 상기 각 제2패킷의 단방향 지연 중 하나를, 관련 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드(upper delay bound) 값을 사용하여 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨로 변환하고, 상기 변환된 QoS 레벨을 혼잡 제어를 수행하기 위해 사용되는 유효 혼잡 레벨로 변환하는 제어부를 포함한다.
본 발명에서 제안하는 방법은; 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 방법에 있어서, 최고 우선순위를 가지는 제1패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신하고, 상기 제1패킷 및 적어도 하나의 제2패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정과, 상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하는 과정과, 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정하는 과정과, 상기 제1패킷의 단반향 지연 및 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연 중 하나를, 관련 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드(upper delay bound) 값을 사용하여 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨로 변환하는 과정과, 상기 변환된 QoS 레벨을 혼잡 제어를 수행하기 위해 사용되는 유효 혼잡 레벨로 변환하는 과정을 포함한다.
본 발명은 혼잡 제어를 위해 서비스 클래스 별 QoS 레벨을 측정하는 방법을 제공한다. 그리고, 본 발명은 모든 우선순위의 서비스 클래스에 대해서 한번에 QoS 레벨을 측정할 수 있도록 함으로써 자원관리를 매우 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 서비스 클래스 별 상이한 우선순위를 가지는 패킷들의 다수의 노드들간 큐잉 지연을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 동작을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 수신단이 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 과정을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 동작을 수행하는 수신단 장치를 도시한 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 명세서에서는 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다. 또한 본 명세서에서는 통신 시스템에서 혼잡 제어를 위해 서비스 클래스 별 QoS 레벨을 측정하는 동작에 대해 구체적으로 설명한다. 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템이 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(Long Term Evolution) 시스템 표준을 사용하는 통신 시스템인 경우를 일 예로 설명하지만, 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템이 특정 시스템 표준에만 국한되는 것이 아님은 물론이다.
상기 QoS 레벨의 측정을 위해 사용되는 파라미터에는 대역폭(bandwidth), 지연(delay), 지터(jitter) 및 패킷 손실(packet loss) 등이 있으며, 상기 지연은 연속 지연(serialization delay), 전달 지연(propagation delay), 큐잉 지연(queuing delay) 및 포워딩 지연(forwarding delay) 등으로 구분된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 서비스 클래스 별 상이한 우선순위를 가지는 패킷들의 다수의 노드들간 큐잉 지연을 도시한 도면이다. 도 1에서는 일 예로서, 2개의 상이한 우선순위를 갖는 패킷들의 큐잉 지연에 대해 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 상기 2개의 패킷들을 각각 낮은 우선순위 패킷(103)과 높은 우선순위 패킷(105)으로 칭하기로 한다.
도 1을 참조하면, 상기 낮은 우선순위 패킷(103) 및 높은 우선순위 패킷(105)은 입구 노드(Ingress Node)(100)에서부터 전송이 시작된다. 그리고, 상기 낮은 우선순위 패킷(103) 및 높은 우선순위 패킷(105)은 복수의 수송 노드(Transit Node)(110,120)를 통해 출구 노드(Engress Node)(130)로 전송된다.
상기 출구 노드(130)에서는 상기 높은 우선순위 패킷(105)이 상기 낮은 우선순위 패킷(103)보다 먼저 도착하는 경우, 상기 높은 우선순위 패킷(105)과 상기 낮은 우선순위 패킷(103) 간에는 큐잉 지연이 발생한다. 여기서, 상기 큐잉 지연은 상기 낮은 우선순위 패킷(103)에 대한 지연으로 간주된다.
LTE 시스템에서는 네트워크 상의 특정 구간에서 해당 패킷의 지연이 특정 범위(일 예로서 95% 이상 특정 값 이하)에 포함되도록 함으로써 미리 정해진 QoS 레벨을 만족시킬 수 있다.
예를 들어, 최고 우선순위인 우선순위 1의 패킷에 대한 QoS 레벨을 만족시키기 위해, 상기 우선순위 1의 패킷에 대한 특정 구간(일 예로서 노드 A와 노드 B의 구간, 이하 ‘A-B 구간’이라 칭함)에서의 지연이 50ms 이하가 되도록 한다. 그리고, 상기 우선순위 1보다 낮은 우선순위인 우선순위 2의 패킷에 대한 QoS 레벨을 만족시키기 위해서는 상기 우선순위 2의 패킷에 대한 상기 A-B 구간에서의 지연이 100ms 이하가 되도록 한다.
한편, 상이한 8개의 우선순위를 가지는 패킷들이 존재한다고 가정할 때, 각 패킷의 미리 정해진QoS 레벨을 만족시키기 위해서는 각 패킷에 대한 QoS 레벨의 측정이 요구된다. 상기 QoS 레벨을 측정하기 위해서는 먼저 A-B 구간에서의 각 패킷, 즉 각 서비스 클래스의 지연이 측정되어야 한다.
상기 QoS 레벨은 상기 측정된 지연이 미리 정해지는 상위 지연 바운드(upper delay bound)에 얼마나 근접했는지에 따라 측정될 수 있다. 즉, 상기 상위 지연 바운드가 50ms인 패킷의 단방향 지연이 50ms로 추정된다면, 상기 패킷의 QoS 레벨은 100%로 계산될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 동작을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 상기 통신 시스템은 단말(UE: User Equipment)(201), 기지국(eNB: enhanced Node B)(203) 및 EPC(Evolved Packet Core)(205)를 포함한다. 여기서 상기 기지국(203)은 수신단을 의미하고, 상기 EPC(205)는 송신단을 의미한다.
상기 EPC(205)는 서비스 클래스 별 상위 지연 바운드를 정의(200단계)하여 상기 기지국(203)에게 알려준다. 그리고, 상기 기지국(203)은 높은 우선순위의 서비스 클래스, 즉 높은 우선순위 패킷을 사용하여 요청(request) 메시지를 상기 EPC(205)로 송신한다(210단계). 상기 EPC(205)는 모든 서비스 클래스, 즉 높은 우선순위 패킷 및 낮은 우선순위 패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답(response) 메시지를 상기 기지국(203)으로 송신한다(220단계).
상기 높은 우선순위 패킷과 상기 낮은 우선순위 패킷은 각 서비스 클래스 별로 상이한 지연을 겪는다. 따라서, 상기 응답 메시지의 전송 시, 상기 높은 우선순위 패킷이 상기 기지국(203)에 수신되는 시간과 상기 낮은 우선순위 패킷이 상기 기지국(203)에 수신되는 시간 간에는 지터가 발생한다(230단계). 즉, 상기 높은 우선순위 패킷이 상기 낮은 우선순위 패킷보다 먼저 상기 기지국(203)에 수신되고, 상기 지터 이후에 상기 낮은 우선순위 패킷이 상기 기지국(203)에 수신된다. 이때 상기 높은 우선순위 패킷의 단방향 지연(one-way_delay_high)은 하기 수학식 1을 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 1]
one-way_delay_high = RTT/2
상기 수학식 1에서 RTT는 라운드 트립 시간(Round Trip Time)으로서, 상기 높은 우선순위 패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신한 다음 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는데 소요되는 시간을 나타낸다.
한편, 상기 낮은 우선순위 패킷의 단방향 지연(one-way_delay_low)은 하기 수학식 2에 나타난 바와 같이 상기 one-way_delay_high와 지터의 합으로 추정될 수 있다.
[수학식 2]
one-way_delay_low = one-way_delay_high + jitter = RTT/2 + jitter
상기 수학식 1 및 수학식 2 각각을 사용하여 추정된 one-way_delay_high 및 one-way_delay_low는 QoS 레벨로 변환될 수 있다. LTE 시스템에서 특정 QCI(Quadratic Configuration Interaction), 즉 특정 서비스 클래스에 대해서 상기 기지국(203)과 EPC(205) 간의 상위 지연 바운드가 50ms라고 가정할 때, 상기 one-way_delay_low가 40ms로 추정되었다면, QoS 레벨은 40ms/50ms=0.8 (즉 80%)로 결정될 수 있다.
이와 같이 최고 우선순위 패킷의 RTT는 매우 안정적이므로 단방향 지연은 RTT/2로 추정될 수 있다. 그러나 상기 최고 우선순위보다 낮은 우선순위를 가지는 패킷들은 앞서 도1에 나타난 바와 같이 큐잉 지연이 발생된다. 따라서, 상기 최고 우선순위보다 낮은 우선순위를 가지는 패킷의 지연(a_delay_of_a_low_priority_packet)은 하기 수학식 3을 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 3]
a_delay_of_a_low_priority_packet = one-way_delay_of_the_highest_packet + received_time_difference_of_the_two_packet
즉, 수신단에서 최고 우선순위 패킷이 수신된 시간으로부터 그 이후의 패킷들이 수신되는 시간의 차이인 received_time_difference_of_the_two_packet 을 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연인 one-way_delay_of_the_highest_packet에 더함으로써, 상기 최고 우선순위보다 낮은 우선순위를 가지는 패킷의 지연은 추정될 수 있다.
이하에서는 상기 one-way_delay_of_the_highest_packet을 추정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
통상적으로 높은 우선순위의 트래픽은 그 양이 많지 않다. 예를 들어, 8개의 상이한 우선순위가 주어졌을 때 산술적으로 1/8의 양을 갖는 트래픽이 높은 우선순위를 가질 수 있겠지만 실제로는 1/8보다 적은 양을 갖는 트래픽이 높은 우선순위를 가진다. 따라서 최고 우선순위 패킷에 대해 측정되는 RTT는 최소(minimum) RTT에 근접하며, one-way_delay_of_the_highest_packet의 최소값 min(one-way_delay_of_the_highest_packet)은 하기 수학식 4를 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 4]
min(one-way_delay_of_the_highest_packet) = min(RTT_of_the_highest_packet)/2
그러나 항상 최소값의 RTT가 측정되지는 않으므로 항상 수학식 4를 사용하여 one-way_delay_of_the_highest_packet의 최소값을 추정하는 것은 불가능하다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이 통상적으로 높은 우선순위를 갖는 트래픽은 그 양이 많지 않으므로 one-way_delay_of_the_highest_packet은 하기 수학식 5를 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 5]
one-way_delay_of_the_highest_packet = RTT_of_the_highest_packet/2
이하에서는 상기 one-way_delay_of_the_highest_packet을 보다 정확하게 추정하는 방법에 대해 설명하도록 한다.
노드 A로부터 노드 B로의 방향을 순방향이라 칭할 때, 순방향, 즉 A→B로의 단방향 지연과 역방향, 즉 B→A로의 단방향 지연이 동일한 값을 가진다면 수학식 5를 사용하여 one-way_delay_of_the_highest_packet이 정확하게 추정될 수 있다. 그러나 A→B로의 단방향 지연과 B→A로의 단방향 지연이 상이한 값을 가진다면 수학식 5를 사용하여 추정되는 one-way_delay_of_the_highest_packet은 오차가 발생된다.
이러한 오차를 줄이기 위해서는 가장 최근에 측정된 A→B로의 QoS 레벨 및 B→A로의 QoS 레벨에 비례하도록 해당 패킷의 RTT가 각 구간, 즉 A→B 구간 및 B→A 구간에 분배되어야만 한다. 일례로, i번째 패킷에 대한 A→B로의 QoS 레벨(QoS_level_A_to_B(i))은 하기 수학식 6을 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 6]
QoS_level_A_to_B(i) = QoS_level_A_to_B(i-1) / (QoS_level_A_to_B(i-1) + QoS_level_B_to_A(i-1))
즉 i-1번째 패킷에 대한 A?B로의 QoS 레벨인 QoS_level_A_to_B(i-1)을 상기 QoS_level_A_to_B(i-1)과 i-1번째 패킷에 대한 B?A로의 QoS 레벨인 QoS_level_B_to_A(i-1)의 합으로 나눔으로써, 상기 i번째 패킷에 대한 A?B로의 QoS 레벨은 추정될 수 있다.
A→B로의 단방향 지연과 B→A로의 단방향 지연이 상이한 값을 가질 경우, 상기 추정된 QoS_level_A_to_B(i)를 사용하여 i번째 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연(one-way_delay_of_the_highest_packet(i))이 추정될 수 있다. 즉, 상기 one-way_delay_of_the_highest_packet(i)은 하기 수학식 7을 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 7]
one-way_delay_of_the_highest_packet(i) = ((RTT_of_the_highest_packet(i) min(RTT_of_the_highest_packet)) * QoS_level_A_to_B(i) + min(RTT_of_the_highest_packet)) / 2
상기 수학식 7에 나타난 바와 같이, i번째 최고 우선순위 패킷의 RTT인 RTT_of_the_highest_packet(i)와 min(RTT_of_the_highest_packet)의 차에 QoS_level_A_to_B(i)을 곱한 다음, 상기 min(RTT_of_the_highest_packet)을 더한 후 2로 나눔으로써, 상기 i번째 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연을 추정할 수 있다.
상기 수학식 6 및 수학식 7에서는 A→B로의 단방향 지연과 B→A로의 단방향 지연이 상이한 값을 가질 경우 추정되는 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연에 대해 알아보았다.
A→B로의 단방향 지연과 B→A로의 단방향 지연이 상이한 값을 가질 경우, 상기 최고 우선순위 패킷을 제외한 나머지 패킷들 중 해당 패킷에 대한 단방향 지연(one-way_delay_of_a_packet_in_a_class(i))은 하기 수학식 8을 사용하여 추정될 수 있다.
[수학식 8]
one-way_delay_of_a_packet_in_a_class(i) = one-way_delay_of_the_highest_packet(i) + received_time_difference_of_the_two_packet(i)
즉, one-way_delay_of_the_highest_packet(i)과 최고 우선순위 패킷이 수신된 시간으로부터 그 이후 해당 패킷이 수신되는 시간의 차이인 received_time_difference_of_the_two_packet(i)을 더함으로써, 상기 해당 패킷에 대한 단방향 지연을 추정할 수 있다.
이와 같이 추정된 one-way_delay_of_a_packet_in_a_class(i)는 하기 수학식 9를 사용하여 QoS 레벨(QoS_level(i))로 변환된다.
[수학식 9]
QoS_level(i) = one-way_delay_of_a_packet_in_a_class(i) / upper_delay_bound_of_a_packet_in_a_class
즉, one-way_delay_of_a_packet_in_a_class(i)을 해당 패킷에 대한 상위 지연 바운드인 upper_delay_bound_of_a_packet_in_a_class로 나눔으로써, 상기 one-way_delay_of_a_packet_in_a_class을 QoS 레벨로 변환할 수 있다.
또한 상기 QoS_level(i)은 하기 수학식 10을 사용하여 혼잡 레벨을 나타내는 QoS_level_now(i)로 변환할 수 있다.
[수학식 10]
QoS_level_now(i) = Σa1(i)*QoS_level(i) + Σa2(i-1)*QoS_level_now(i-1) (i > i - constant_K)
= a * QoS_level(i) + (i-a) * QoS_level_now(i-1)
즉, 상기 QoS_level_now(i)는 매번 측정되는 QoS 레벨을 특정 시간 동안 누적하여 그 평균값을 계산한 값을 의미한다.
상기 누적된 QoS 레벨들의 표준편차가 높아질 경우에는 상기 추정한 QoS_level_now(i)의 정확도가 떨어진다. 따라서, 상기 QoS_level_now(i)는 하기 수학식 11에 나타난 바와 같이 표준편차를 고려하여, 유효(effective) 혼잡 레벨을 나타내는 effective_QoS_level(i)로 변환될 수 있다.
[수학식 11]
effective_QoS_level(i) = QoS_level_now(i) + b * σ
상기 수학식 11에서, σ는 상기 표준편차를 나타내며, b는 조정을 위해 미리 정해지는 값을 나타낸다. 일례로 b=2인 경우, 전체 트래픽 중 95%의 트래픽이 미리 정해진 상위 지연 바운드를 넘지 않도록 조정하기 위해 QoS_level_now(i)에 2 * σ을 더함으로써, QoS_level_now(i)는 effective_QoS_level(i)로 변환될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 수신단이 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 301단계에서 수신단은 최고 우선순위를 가지는 패킷(이하 ‘최고 우선순위 패킷’이라 칭함)을 사용하여 요청 메시지를 송신단으로 송신한다. 그리고, 303단계에서 상기 수신단은 상기 송신단으로부터, 상이한 우선순위를 가지는 패킷들을 사용하여 응답 메시지를 수신하고 305단계로 진행한다. 여기서 상기 상이한 우선순위를 가지는 패킷들 중 하나는 상기 최고 우선순위를 가져야만 한다. 따라서, 상기 응답 메시지는 상기 최고 우선순위 패킷과 상기 최고 우선순위와는 상이한 우선순위를 가지는 패킷들을 사용하여 수신될 수 있다.
상기 305단계에서 상기 수신단은 상기 최고 우선순위 패킷을 사용하여 수신한 응답 메시지에 대한 RTT를 측정한다. 그리고, 상기 수신단은 307단계에서, 수학식 5를 사용하여 상기 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연을 추정한다.
이어, 309단계에서 상기 수신단은 수신한 패킷들 중 상기 최고 우선순위 패킷을 제외한 나머지 패킷들에 대하여 수학식 3을 사용하여 단방향 지연을 추정한다.
그리고, 310단계에서 상기 수신단은 수학식 9를 사용하여, 상기 307 및 309단계에서 추정한 단방향 지연을 각 우선순위 별 패킷에 대한 QoS 레벨로 변환하고 311단계로 진행한다. 상기 311단계에서 상기 수신단은 수학식 10을 사용하여 상기 QoS 레벨을 혼잡 레벨로 변환한다. 그리고, 313단계에서 상기 수신단은 수학식 11을 사용하여 상기 혼잡 레벨을 유효 혼잡 레벨로 변환한다.
도 3에 도시하지는 않았으나 상기 변환된 유효 혼잡 레벨은 최종적으로 혼잡 제어를 수행하는 제어 노드에 보고되며, 상기 제어 노드에서는 각 우선순위별 유효 혼잡 레벨을 사용하여 혼잡 제어를 수행하게 된다. 예를 들어, 현재 300개의 단말을 수용하는 망에서의 유효 혼잡 레벨이 75%라고 가정하면, 상기 유효 혼잡 레벨이 100%이하가 되도록 하기 위해서는 앞으로 100개의 단말을 수용할 수 있는 것으로 예상할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 각 서비스 클래스의 QoS 레벨을 측정하는 동작을 수행하는 수신단 장치를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 수신단 장치(400)는 송신부(402), 수신부(404) 및 제어부(406)를 포함한다.
상기 송신부(402)는 최고 우선순위 패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신한다. 그리고, 상기 수신부(404)는 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 최고 우선순위 패킷과 상기 최고 우선순위와는 상이한 우선순위를 가지는 패킷들을 사용하여 수신한다.
상기 제어부(406)는 상기 최고 우선순위 패킷을 사용하여 수신한 응답 메시지의 RTT를 측정하여 상기 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연을 추정한다. 그리고, 상기 제어부(406)는 상기 최고 우선순위 패킷을 사용하여 응답 메시지를 수신한 시간과 상기 최고 우선순위와는 상이한 우선순위를 가지는 패킷들 각각을 통해 응답 메시지를 수신한 시간들간의 차이값들 각각을 상기 추정한 최고 우선순위 패킷의 단방향 지연에 더함으로써 상기 최고 우선순위와는 상이한 우선순위를 가지는 패킷들 각각에 대한 단방향 지연을 추정한다.
또한, 상기 제어부(406)는 앞서 추정한 각 우선순위 별 패킷에 대한 단방향 지연을 해당 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드를 사용하여 QoS 레벨로 변환한다. 상기 제어부(406)는 상기 변환한 QoS 레벨을 특정 시간 동안 누적하고, 상기 누적된 QoS 레벨의 평균값을 계산하여 혼잡 레벨로 변환한다. 그리고, 상기 제어부(406)는 상기 변환한 혼잡 레벨을 유효 혼잡 레벨로 변환한다.
본 명세서에서는 수신단이 송신단으로 요청 메시지를 송신하고, 상기 송신단으로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하여, 최고 우선순위를 갖는 패킷에 대한 단방향 지연과 상기 최고 우선순위와 상이한 우선순위를 갖는 패킷에 대한 단방향 지연을 추정함으로써 각 서비스 클래스 별 QoS 레벨을 측정하는 방법을 일례로 설명하였다. 그러나 본 명세서에서 설명하는 각 서비스 클래스 별 QoS 레벨을 측정하는 방법은 송신단이 수신단으로 요청 메시지를 송신하고, 상기 수신단으로부터 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신할 경우에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (18)

  1. 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 방법에 있어서,
    최고 우선순위를 가지는 제1패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신하고, 상기 제1패킷 및 적어도 하나의 제2패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 과정과,
    상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정하는 과정과,
    상기 제1패킷의 단방향 지연 및 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연 중 하나를, 관련 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드(upper delay bound) 값을 사용하여 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨로 변환하는 과정과,
    상기 변환된 QoS 레벨을 혼잡 제어를 수행하기 위해 사용되는 유효 혼잡 레벨로 변환하는 과정을 포함하며,
    상기 제1패킷의 우선순위는 상기 적어도 하나의 제2패킷의 우선순위와 상이함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하는 과정은,
    상기 제1패킷에 대한 순방향으로의 단방향 지연과 상기 제1패킷에 대한 역방향으로의 단방향 지연이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)/2를 계산하는 과정을 포함하는 혼잡 제어 수행 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하는 과정은,
    상기 제1패킷에 대한 순방향으로의 단방향 지연과 상기 제1패킷에 대한 역방향으로의 단방향 지연이 상이한 값을 가질 경우, 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)를 가장 최근에 측정한 순방향으로의 QoS 레벨 및 역방향으로의 QoS 레벨에 비례하도록 순방향 구간 및 역방향 구간 각각에 분배하는 과정을 포함하는 혼잡 제어 수행 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 QoS 레벨로 변환하는 과정은,
    상기 제1패킷의 단방향 지연 및 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연 중 하나를 상기 상위 지연 바운드 값으로 나누는 과정을 포함하는 혼잡 제어 수행 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 혼잡 제어를 수행하는 과정은,
    상기 변환된 QoS 레벨을 특정 시간 동안 누적하고, 상기 누적된 QoS 레벨의 평균값을 혼잡 레벨로 변환하는 과정과,
    상기 변환된 혼잡 레벨을 상기 누적된 QoS 레벨의 표준 편차를 근거로 상기 유효 혼잡 레벨로 변환하는 과정을 포함하는 혼잡 제어 수행 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연은 지터(jitter) 값을 기반으로 추정됨을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연은 상기 제1패킷이 수신되는 시간과 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각이 수신되는 시간의 차이값을 상기 제1패킷의 단방향 지연에 더함으로써 추정됨을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 방법.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1패킷의 단방향 지연은 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)을 기반으로 추정됨을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 방법.
  10. 통신 시스템에서 혼잡 제어를 수행하는 장치에 있어서,
    최고 우선순위를 가지는 제1패킷을 사용하여 요청 메시지를 송신하는 송신부와,
    상기 제1패킷 및 적어도 하나의 제2패킷을 사용하여 상기 요청 메시지에 대한 응답 메시지를 수신하는 수신부와,
    상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정하고, 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정하고, 상기 제1패킷의 단방향 지연 및 상기 각 제2패킷의 단방향 지연 중 하나를, 관련 패킷에 대해 미리 정해진 상위 지연 바운드(upper delay bound) 값을 사용하여 서비스 품질(QoS: Quality of Service) 레벨로 변환하고, 상기 변환된 QoS 레벨을 혼잡 제어를 수행하기 위해 사용되는 유효 혼잡 레벨로 변환하는 제어부를 포함하며,
    상기 제1패킷의 우선순위는 상기 적어도 하나의 제2패킷의 우선순위와 상이함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.

  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1패킷에 대한 순방향으로의 단방향 지연과 상기 제1패킷에 대한 역방향으로의 단방향 지연이 동일한 값을 가질 경우, 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)/2를 계산함으로써 상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1패킷에 대한 순방향으로의 단방향 지연과 상기 제1패킷에 대한 역방향으로의 단방향 지연이 상이한 값을 가질 경우, 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)를 가장 최근에 측정한 순방향으로의 QoS 레벨 및 역방향으로의 QoS 레벨에 비례하도록 순방향 구간 및 역방향 구간 각각에 분배함으로써 상기 제1패킷의 단방향 지연을 추정함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1패킷의 단방향 지연 및 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연 중 하나를 상기 상위 지연 바운드 값으로 나눔으로써 상기 QoS 레벨로 변환함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 변환된 QoS 레벨을 특정 시간 동안 누적하고, 상기 누적된 QoS 레벨의 평균값을 혼잡 레벨로 변환하고, 상기 변환된 혼잡 레벨을 상기 누적된 QoS 레벨의 표준 편차를 근거로 상기 유효 혼잡 레벨로 변환함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연은 지터(jitter) 값을 기반으로 추정됨을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1패킷이 수신되는 시간과 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각이 수신되는 시간의 차이값을 상기 제1패킷의 단방향 지연에 더함으로써 상기 적어도 하나의 제2패킷 각각의 단방향 지연을 추정함을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
  17. 삭제
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제1패킷의 단방향 지연은 상기 제1패킷에 대한 라운드 트립 시간(RTT: Round Trip Time)을 기반으로 추정됨을 특징으로 하는 혼잡 제어 수행 장치.
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