KR102180980B1 - 다 계층 네트워크에서 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템 및 그 방법 - Google Patents

다 계층 네트워크에서 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템에 관한 것으로, 사용자 애플리케이션에서 수신된 데이터에 해당하는 패킷을 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배하는 패킷 분배부 및 상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 저장하는 큐를 포함하고, 상기 패킷 분배부는, 상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷 분배 크기를 산출하고, 상기 산출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템이다.

Description

다 계층 네트워크에서 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템 및 그 방법{PACKET DISTRIBUTION SYSTEM AND METHOD FOR MULTI-PATH TRANSMISSION IN MULTI-LAYER NETWORK}
다계층 네트워크를 활용하는 환경에서, 다중 경로 전송 패킷 분배 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래 장거리 통신은 인프라가 구축된 지역에서는 지상망을 주로 활용하고, 인프라 구축이 어려운 경우에는 위성망을 활용하고 있다.
또한 무인 항공기의 발전으로 인해 공중망의 개념이 새롭게 도입되고 있으며, 표준화 기구인 3GPP(3rd Generation Partnership Project)에서는 비 지상망 네트워크(Non-terrestrial network)에 5G기술을 접목시키기 위한 표준화 작업을 수행하고 있다.
그러나 종래의 연구는 각 계층을 단독적으로 사용하는 방안에 대해서만 중점적으로 연구되고 있으며, 이들 망을 동시에 활용하는 방안에 대한 연구는 다소 부족한 실정이다.
또한 다양한 변수들이 발생할 수 있는 무선 환경에서 각 계층을 단독적으로 활용할 때에는, 종단간의 통신 신뢰도 확보에 대한 예측이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명의 일 목적은, 다 계층 네트워크에서 다중 경로 전송이 가능함으로서 종단 간 데이터 전송의 신뢰성을 보장하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 다중 경로로 패킷을 전송 시에 각 계층별로 전송할 트래픽 비율을 고려할 수 있어, 한 노드에 집중되는 부하가 줄어들어 통신을 지속적으로 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 사용자 애플리케이션에서 수신된 데이터에 해당하는 패킷을 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배하는 패킷 분배부 및 상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 저장하는 큐를 포함하고, 상기 패킷 분배부는, 상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷 분배 크기를 산출하고, 상기 산출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템이다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각 값을 갱신하기 위한 피드백 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 복수의 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만, 해당 계층에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 패킷 분배부는, 상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)의 가중치에 따라, 상기 패킷을 배분하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 큐는, 위성 전송 큐, 공중 전송 큐 및 지상 전송 큐를 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템이다.
본 발명은, 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법에 관한 것으로, 패킷 분배부가 사용자 애플리케이션로부터 수신된 데이터를 패킷 단위로 저장하는 단계, 상기 저장된 패킷을 상기 패킷 분배부가 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배하는 단계 및 큐가 상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 큐에 저장하는 단계를 포함하고, 상기 분배하는 단계는, 상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷 분배 크기를 산출하고, 상기 산출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법이다.
또한, 본 발명에 따르면, 피드백 채널이 상기 복수의 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각 값을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 분배하는 단계는, 상기 복수의 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만, 해당 계층에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명에 따르면, 상기 분배하는 단계는, 상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)의 가중치에 따라, 상기 패킷을 배분하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 큐에 저장하는 단계에서 큐는, 위성 전송 큐, 공중 전송 큐 및 지상 전송 큐를 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법이다.
본 발명은, 위성, 공중, 지상과 같은 다 계층 네트워크에서 다중 경로 전송이 가능함으로서 종단 간 데이터 전송의 신뢰성을 보장할 수 있다.
또한, 본 발명은 다중 경로로 패킷을 전송 시에 각 계층별로 전송할 트래픽 비율을 고려할 수 있어, 부하가 한 노드에 집중되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 계층 네트워크의 구성을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적으로 설명한다.
본 발명에 따른 패킷 분배 방법은, 데이터(영상, 음성, FTP(file transfer protocol) 등)의 QoS(Quality of Service) 중 신뢰도와 관련 있는 지연 시간(Packet delay budget; 패킷 딜레이 버짓), 패킷 에러율, 데이터 전송 우선 순위와 같은 파라미터들을 활용한다.
여기서, QoS는 통신 서비스의 품질이다. 네트워크상에서 일정 정도 이하의 지연 시간이나 데이터 손실률 등의 보장을 일컫는 말로, 사전에 합의 또는 정의된 통신 서비스 수준을 뜻한다. 즉 데이터를 목적지까지 빠르게, 일정한 속도로, 신뢰성 있게 보내기 위해 대역폭, 우선순위 등 네트워크 자원을 할당해 주어진 네트워크 자원에 각종 응용프로그램의 송신 수요를 지능적으로 맞춰주는 여러 가지 기술을 총칭하는 용어다.
지연 시간은 송신 호스트가 전송한 데이터가 수신 호스트에게 도착할 때까지 경과한 시간이다. 전송률처럼 양방향이 따로 다루어진다.
패킷 에러율은 임의의 시간 구간에서 전송된 총 데이터 수와 오류 발생 데이터 수의 비율이다.
데이터 전송 우선 순위는 다른 연결보다 우선 처리를 의미한다. 우선순위가 높은 연결이 우선순위가 낮은 연결보다 좋은 서비스를 제공받는다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 계층 네트워크의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워를 구성하는 중계 노드는 위성 노드(200), 무인 항공기(공중) 노드(210) 및 지상 노드(220)를 포함한다. 그리고 각 중계 노드의 종단 간 노드에는 사용자(100)와 중앙 제어소(400)가 포함된다.
여기서 사용자 노드(100)는 소스 노드, 중앙 제어소 노드(400)는 목적지 노드로 정의한다. 또한, 이들 사이에 존재하는 노드를 중계 노드(200, 210 및 220)로 정의한다.
목적지 노드(400)에서 소스 노드(100)로 지연 시간, 패킷 에러율 값을 전송할 수 있는 여분의 피드백 채널(300)이 존재함을 전제한다.
본 발명에 일 실시 예에 따른 패킷 분배 시스템(120)은 소스 노드(100)에 존재할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템의 구조를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 패킷 분배 시스템(120)은, 사용자 애플리케이션(110), 패킷 분배부(121) 및 복수의 큐(queue)(122, 123 및 124)를 포함한다.
사용자 애플리케이션(110)은, 사용자가 전송하고자 하는 데이터를 전송할 수 있다. 여기서 데이터는 음성, 영상, FTP(File Transfer Protocol) 등의 형태로 구성된다. 사용자 애플리케이션(110)은, 패킷 분배 시스템(120)의 내부 또는 외부에 존재할 수 있다.
패킷 분배부(121)는, 상기 애플리케이션으로부터 수신된 데이터의 패킷 단위로 복수의 큐(122, 123 및 124)에 분배한다. 분배 시, 신뢰도를 확보하기 위해 데이터 QoS의 값을 이용한다.
구체적으로, 패킷 분배부(121)는 상기 애플리케이션(110)에서 수신된 데이터를 패킷 단위로 저장한다. 또한 패킷 분배부(121)는 저장된 패킷들을 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배한다.
패킷 분배부(121)는, 상기 복수의 계층별로 전송하려는 데이터에 관한 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)를 각각 계산하고, 각각의 정규화 값을 도출한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 계산과정은 다음과 같다. 다만, 각 계산 과정은 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 정규화 값을 계산하는 방법을 한정하는 것은 아니며, 그 밖의 다른 계산 방법을 포함할 수 있다.
계층별 지연시간(Dj)은 하기 [수학식 1]을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112018124925310-pat00001
여기서
Figure 112018124925310-pat00002
는 각 계층을 나타내는 지시자이며, 계층에는 위성, 공중, 지상이 있다. 또한,
Figure 112018124925310-pat00003
는 각 계층별 중계 노드의 수,
Figure 112018124925310-pat00004
는 계층별로 전송하는 데이터의 크기,
Figure 112018124925310-pat00005
는
Figure 112018124925310-pat00006
계층의 데이터율,
Figure 112018124925310-pat00007
는 소스 노드와 중계 노드의 거리,
Figure 112018124925310-pat00008
는 매질을 통과할 때 발생하는 전파의 속도를 나타낸다.
각 계층의 지연시간에 대한 계산이 완료되었다면, 상기 계산된 각 계층의 지연 시간을 데이터의 패킷 지연 버짓을 나누어 정규화한다.
계산된 계층별 지연시간(Dj)을 이용하여, 지연시간의 정규화 값을 하기 [수학식 2]과 같이 계산할 수 있다.
Figure 112018124925310-pat00009
여기서 Dnormal은 지연시간의 정규화 값, Dbudget은 데이터 패킷의 지연 버짓 값을 의미한다.
각 계층의 패킷 에러율 허용치는 [수학식 3]을 이용하여 계산할 수 있다.
Figure 112018124925310-pat00010
여기서 Npacket_allow,j는 패킷 에러율 허용치를 의미하고,
Figure 112018124925310-pat00011
는 각 계층별 패킷 에러율을 나타낸다.
각 계층의 패킷 에러 허용치에 대한 계산이 완료되었다면, 수학식 4와 같이, 계산된 각 계층의 패킷 에러 허용치를 데이터의 패킷 에러율 값을 나누어 정규화 한다.
Figure 112018124925310-pat00012
여기서 Npacket_allow,j는 패킷 에러율 허용치, Npacket_allow,max는 데이터의 패킷 에러율 값을 의미한다.
데이터의 우선순위 값은 하기 수학식 5와 같이 계산할 수 있다.
Figure 112018124925310-pat00013
여기서 Rnow_priority는 데이터의 우선 순위 값, Priority는 패킷 우선 순위 값, xj는 패킷의 크기를 의미한다.
계산된 데이터 우선순위 값을 이용하여 메시지 우선 순위의 정규화 값(Rnormal)은 하기 [수학식 6]과 같이 계산된다.
Figure 112018124925310-pat00014
여기서 Rmax_priority 는 데이터 패킷의 우선 순위의 최대 값이다.
상술한 바와 같이, 계산된 지연 시간, 패킷 에러율 및 우선 순위의 정규화 값을 계산하고, 정규화 값을 활용하여 최적화 수식인 [수학식 7]과 같이 계산된다. 즉, 계층별로 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되는 최소값을 도출한다.
Figure 112018124925310-pat00015
여기서, D, N, 및 R은 패킷이 각 경로를 통해 전달될 때의 지연시간, 패킷 에러율 및 우선 순위 연간 값의 집합을 의미한다.
또한 [수학식7]에서 Dmax는 상기 Dbudget값과 동일하다.
또한, α, β 및 γ는 각 파라미터의 가중치(무게중심 값)을 의미하는 것으로, 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 중요도를 조절할 수 있는 변수를 의미한다. 예를 들어, 지연시간과 패킷 에러율의 중요도가 동일하고, 우선순위를 고려하지 않는다고 하면, 각각의 α, β 및 γ의 관계는, α=β 및 γ=0이 된다.
결론적으로 [수학식 7]을 이용하여, 계산된 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 가중치 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷의 크기를 도출한다.
상기 도출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배할 수 있다.
각 계층별 전송 큐는 패킷 분배부에서 계층별로 패킷이 분배되면, 분배된 패킷을 저장하는 공간이며, 계층별 큐의 크기는 무한하다고 전제한다. 계층별 큐는 위성 전송 큐(122), 공중 전송 큐(123) 및 지상 전송 큐(124)를 포함할 수 있다.
상기 계산된 복수의 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만, 해당 계층에 상기 패킷을 분배할 수 있다. 즉, 상기 계산된 계층별 지연시간의 정규화 값 또는 상기 계산된 패킷 에러율의 정규화 값이 정수 1 보다 크거나 같은 경우에는, 해당 계층으로 전송할 수 있는 패킷의 크기는 ‘0’이 된다. 전송할 수 있는 패킷의 크기가 ‘0’이 된다는 것은, 해당 경로로 전송이 불가능함을 의미한다.
또한, 본 발명에 따른 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템은 복수의 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 각각 값을 갱신하기 위한 피드백 채널을 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법의 흐름도이다.
먼저 도 3을 참조하면, 사용자 애플리케이션에 전송하고자 하는 데이터를 입력하고(S100), 패킷 분배부는 데이터를 수신하여 패킷 단위로 저장한다(S110).
그리고, 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 값을 계산하여 정규화하는 단계(S200) 및 정규화 값을 이용하여 최적화하는 단계(S300)를 포함한다.
또한 최적화 결과에 따라 패킷을 분배하는 단계를 포함한다(S400).
도 4는 도 3에 따른 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법의 세부 흐름도를 도시한다.
먼저 도 3을 참조하면, 사용자 애플리케이션에 전송하고자 하는 데이터를 입력하고(S100), 패킷 분배부는 데이터를 수신하여 패킷 단위로 저장한다(S110).
상기 저장된 패킷을 상기 패킷 분배부가 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배한다.
먼저, 패킷 분배부는 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R) 값을 계산하여, 각각의 정규화 값을 도출한다(S210).
본 발명의 일 실시 예에 따른 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 계산과정은 다음과 같다. 다만, 각 계산 과정은 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 정규화 값을 계산하는 방법을 한정하는 것은 아니며, 그 밖의 다른 계산 방법을 포함할 수 있다.
계층별 지연시간(Dj)로 하기 상기 [수학식 1]을 이용하여 계산할 수 있다.
여기서
Figure 112018124925310-pat00016
는 각 계층을 나타내는 지시자이며, 계층에는 위성, 공중, 지상이 있다. 또한,
Figure 112018124925310-pat00017
는 각 계층별 중계 노드의 수,
Figure 112018124925310-pat00018
는 계층별로 전송하는 데이터의 크기,
Figure 112018124925310-pat00019
는
Figure 112018124925310-pat00020
계층의 데이터율,
Figure 112018124925310-pat00021
는 소스 노드와 중계 노드의 거리,
Figure 112018124925310-pat00022
는 매질을 통과할 때 발생하는 전파의 속도를 나타낸다.
각 계층의 지연시간에 대한 계산이 완료되었다면, 상기 계산된 각 계층의 지연 시간을 데이터의 패킷 지연 버짓을 나누어 정규화한다.
계산된 계층별 지연시간(Dj)을 이용하여, 지연시간의 정규화 값을 하기 상기 [수학식 2]과 같이 계산할 수 있다.
여기서 Dnormal은 지연시간의 정규화 값, Dbudget은 데이터 패킷의 지연 버짓 값을 의미한다.
각 계층의 패킷 에러율 허용치는 상기 [수학식 3]을 이용하여 계산할 수 있다.
여기서 Npacket_allow,j는 패킷 에러율 허용치를 의미하고,
Figure 112018124925310-pat00023
는 각 계층별 패킷 에러율을 나타낸다.
각 계층의 패킷 에러 허용치에 대한 계산이 완료되었다면, 상기 [수학식 4]와 같이, 계산된 각 계층의 패킷 에러 허용치를 데이터의 패킷 에러율 값을 나누어 정규화 한다.
여기서 Npacket_allow,j는 패킷 에러율 허용치, Npacket_allow,max는 데이터의 패킷 에러율 값을 의미한다.
데이터의 우선순위 값은 하기 상기 [수학식 5]와 같이 계산할 수 있다.
여기서 Rnow_priority는 데이터의 우선 순위 값, Priority는 패킷 우선 순위 값, xj는 패킷의 크기를 의미한다.
계산된 데이터 우선순위 값을 이용하여 메시지 우선 순위의 정규화 값은 상기 [수학식 6]과 같이 계산된다.
여기서 Rmax_priority 는 데이터 패킷의 우선 순위의 최대 값이다.
상기 도출된 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은지 여부를 판단한다(S220).
복수의 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만, 해당 계층에 상기 패킷을 분배할 수 있다. 즉, 상기 계산된 계층별 지연시간의 정규화 값 또는 상기 계산된 패킷 에러율의 정규화 값이 정수 1 보다 크거나 같은 경우에는, 해당 계층으로 전송할 수 있는 패킷의 크기는 ‘0’이 된다. 전송할 수 있는 패킷의 크기가 ‘0’이 된다는 것은, 해당 경로로 전송이 불가능함을 의미한다.
상기 계층별 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우, 패킷 분배부는 계층별 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)의 정규화 값의 합이 최소 값을 가지도록 한다(S320).
즉 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)는 각각 그 값이 작을수록 데이터를 전송하기 위해 최적화된 것으로 볼 수 있으므로, 각각의 값을 합산한 값이 최소 값을 가지는 경우 데이터를 전송하기 위해 최적화된 것으로 볼 수 있다.
상술한 바와 같이, 계산된 지연 시간, 패킷 에러율 및 우선 순위의 정규화 값을 계산하고, 정규화 값을 활용하여 최적화 수식인 상기 [수학식 7]과 같이 계산된다. 즉, 계층별로 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되는 최소값을 도출한다.
여기서, D, N, 및 R은 패킷이 각 경로를 통해 전달될 때의 지연시간, 패킷 에러율 및 우선 순위 연간 값의 집합을 의미한다.
또한, α, β 및 γ는 각 파라미터의 가중치(무게중심 값)을 의미하는 것으로, 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 중요도를 조절할 수 있는 변수를 의미한다. 예를 들어, 지연시간과 패킷 에러율의 중요도가 동일하고, 우선순위를 고려하지 않는다고 하면, 각각의 α, β 및 γ의 관계는, α=β 및 γ=0이 된다.
결론적으로 [수학식 7]을 이용하여, 계산된 지연시간, 패킷 에러율 및 우선순위의 가중치 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷의 크기를 산출한다(S320).
상기 계층별 패킷의 크기를 기반으로, 패킷을 분배한다(S400). 상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 큐가 수신하여 계층별로 저장한다.
큐는 계층별로 각각 복수의 큐가 존재할 수 있다. 즉, 큐는 위성 전송 큐(122), 공중 전송 큐(123) 및 지상 전송 큐(124)를 포함할 수있다.
큐는 분배된 패킷을 저장하는 공간이며, 계층별 큐의 크기는 무한하다고 전제한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
100: 사용자 노드(소스 노드)
110: 사용자 애플리케이션
120: 패킷 분배 시스템
121: 패킷 분배부
122: 위성 전송 큐
123: 공중 전송 큐
124: 지상 전송 큐
200: 위성 노드
210: 공중 노드
220: 지상 노드
300: 피드백 노드(피드백 채널)
400: 중앙 제어소(목적지 노드)

Claims (10)

  1. 사용자 애플리케이션에서 수신된 데이터에 해당하는 패킷을 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배하는 패킷 분배부;
    상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 저장하는 큐;및
    상기 저장된 패킷의 신뢰도와 관련 있는 파라미터를 측정하여 상기 패킷 분배부를 제어하는 중앙 제어소를 포함하고,
    상기 파라미터는,
    지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)를 포함하고,
    상기 분배 기준은,
    상기 지연 시간(D) 및 상기 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 경우이고,
    상기 패킷 분배부는,
    상기 분배 기준을 만족하는 경우, 복수의 계층별로 상기 지연 시간(D), 상기 패킷 에러율(N) 및 상기 우선순위(R) 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷 분배 크기를 산출하고,
    상기 산출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배하고,
    상기 중앙 제어소는,
    상기 지연 시간(D) 및 상기 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 큰 경우, 상기 파라미터를 상기 패킷 분배부에 전송하여 상기 패킷을 재분배하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 계층별로 상기 지연 시간(D), 상기 패킷 에러율(N) 및 상기 우선순위(R) 각각 값을 갱신하기 위한 피드백 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 복수의 계층별로 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만,
    해당 계층에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 패킷 분배부는,
    상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)의 가중치에 따라, 상기 패킷을 배분하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 큐는,
    위성 전송 큐, 공중 전송 큐 및 지상 전송 큐를 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 시스템.
  6. 패킷 분배부가 사용자 애플리케이션로부터 수신된 데이터를 패킷 단위로 저장하는 단계;
    상기 저장된 패킷을 상기 패킷 분배부가 기 설정된 분배 기준에 근거하여 서로 다른 복수의 계층에 각각 분배하는 단계; 및
    큐가 상기 복수의 계층에 각각 분배된 패킷을 큐에 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 패킷의 신뢰도와 관련 있는 파라미터를 측정하여 상기 패킷 분배부를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 파라미터는,
    지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)를 포함하고,
    상기 분배 기준은,
    상기 지연 시간(D) 및 상기 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 경우이고,
    상기 분배하는 단계는,
    상기 복수의 계층별로 상기 지연 시간(D), 상기 패킷 에러율(N) 및 상기 우선순위(R) 각각의 정규화 값의 합이 최소가 되도록 하는 계층별 패킷 분배 크기를 산출하고,
    상기 산출된 계층별 패킷 분배 크기에 기반하여, 상기 복수의 계층 각각에 상기 패킷을 분배하는 단계를 포함하고,
    상기 패킷 분배부를 제어하는 단계는,
    상기 지연 시간(D) 및 상기 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 큰 경우, 상기 파라미터를 상기 패킷 분배부에 전송하여 상기 패킷을 재분배하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    피드백 채널이 상기 복수의 계층별로 상기 지연 시간(D), 상기 패킷 에러율(N) 및 상기 우선순위(R) 각각 값을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 분배하는 단계는,
    상기 복수의 계층별로 지연 시간(D) 및 패킷 에러율(N)의 정규화 값이 1보다 작은 값을 가지는 경우에만,
    해당 계층에 상기 패킷을 분배하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 분배하는 단계는,
    상기 복수의 계층별로 지연 시간(D), 패킷 에러율(N) 및 우선순위(R)의 가중치에 따라, 상기 패킷을 배분하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 큐에 저장하는 단계에서 큐는,
    위성 전송 큐, 공중 전송 큐 및 지상 전송 큐를 포함하는 것을 특징으로 하는 다 계층 네트워크 다중 경로 전송을 위한 패킷 분배 방법.
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