KR102318021B1 - 이동 통신 네트워크 내 다중 링크 상에서의 패킷 분배 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서의 송신 장치가 제공된다. 상기 송신 장치는 수신 장치로부터, 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 기반하여, 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하도록 구성된, 패킷 분배부, 및 상기 복수의 링크들을 통해 상기 분배된 패킷들을 송신하도록 구성된, 상기 복수의 링크들에 대응하는 출력 포트들을 포함한다.

Description

이동 통신 네트워크 내 다중 링크 상에서의 패킷 분배 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DISTRIBUTING PACKETS OVER MULTIPLE LINKS IN MOBILE CELLULAR NETWORKS}

본 발명은 이동 통신 기술에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다중 경로 상에서 패킷을 분배하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE) 이후의 시스템이라 불리어지고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (Device to Device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation: ACM) 방식인 FQAM (Hybrid FSK and QAM Modulation) 및 SWSC (Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(non orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

한편, 현재에는 3G, 4G (예컨대, LTE), 무선 랜(예컨대, WiFi) 등 다양한 무선 통신 기술이 혼재되어 사용되고 있으며, 앞서 설명한 바와 같이, 차세대 무선 통신 기술 규격인 5G 역시 표준화가 진행 중이다. 이와 같이 다양한 무선 통신 기술이 혼재된 환경에서는 어느 시점에 어떠한 통신 기술을 사용하여 최적의 성능을 내도록 할 것인지가 매우 중요하다. 성능 판단의 기준으로 처리량(throughput), 비용, 안정성 등을 고려할 수 있다. 처리량 측면에서 성능을 판단할 때, 가장 좋은 방법은 모든 무선 채널을 동시에 활용하여 대역폭을 극대화하는 것이다. 예를 들어, 데이터 통신 시 LTE, 5G 및 WiFi 링크 모두를 동시에 사용하여, 이들의 대역폭을 모두 병합하도록 대역폭 병합(bandwidth aggregation)을 수행할 수 있다.

일반적으로 이러한 대역폭 병합은 복수의 무선 링크에 패킷들을 분배함으로써 달성할 수 있다. 다시 말해, 대역폭 병합은 패킷별로 링크를 번갈아가며 전송함으로써 달성할 수 있다. 전송량이 충분히 크고 두 링크의 대역폭이 비슷한 경우, 패킷 분배를 통해 두 링크의 대역폭을 합친 수준의 성능을 낼 수 있다. 그러나, 링크마다 패킷 처리 방식, 무선 채널의 스케줄링 방식, 기지국 파라미터 등 무선 링크 간 특성이 각기 다르며, 대역폭이나 지연 시간 역시, 사용자의 위치, 혼잡 상황 등에 따라 빈번하게 변화한다. 특히, 새롭게 개발되고 있는 5G 링크의 경우, 차량이 지나가거나 단말의 위치가 바뀌면서 LOS(line-of-sight) 확보가 이루어지지 않으면 급작스럽게 전송 속도가 저하될 수 있으며, 상황에 따라서는 링크가 일시적으로 끊어지는 현상이 발생할 수 있다. 그러나, 어느 한쪽 링크의 성능이 일시적으로 나빠지더라도 다른 양호한 링크의 성능을 계속 유지할 수 있어야 하며, 일시적으로 나빠진 링크의 성능이 복구된 경우에는 해당 링크의 대역폭을 빠르게 활용할 수 있어야 한다. 다시 말해, 대역폭의 변화가 매우 크더라도, 병합 성능이 대역폭의 변화를 빠르게 따라갈 수 있어야 한다.

따라서, 링크 상태가 동적으로 변화하는 환경에서도 안정적이고 높은 병합 성능을 내기 위한 패킷 분배 방법이 요구된다.

본 발명은 이동 통신 네트워크에서 게이트웨이, 스위치, 기지국 등과 같은 장치에서 패킷을 분배하는 방법을 제공한다.

본 발명은 다중 경로가 존재하는 임의의 네트워크 장치에서 효율적으로 다중 경로의 대역폭을 병합할 수 있는 패킷 분배 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서의 송신 장치가 제공된다. 상기 송신 장치는 수신 장치로부터 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 기반하여 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하도록 구성된 패킷 분배부, 및 상기 복수의 링크들을 통해 상기 분배된 패킷들을 송신하도록 구성된 상기 복수의 링크들에 대응하는 출력 포트들을 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서의 수신 장치가 제공된다. 상기 수신 장치는 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 생성하고, 송신 장치로 상기 피드백 정보를 전송하도록 구성된 링크 상태 관리부, 및 상기 피드백 정보에 기반하여 전송되는 패킷들을 수신하도록 구성된 상기 복수의 링크들에 대응하는 입력 포트들을 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 송신 장치에 의한 방법이 제공된다. 상기 방법은 수신 장치로부터 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신하는 단계, 상기 피드백 정보에 기반하여 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하는 단계, 및 상기 복수의 링크들을 통해 상기 분배된 패킷들을 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 수신 장치에 의한 방법이 제공된다. 상기 방법은 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 생성하는 단계, 송신 장치로 상기 피드백 정보를 전송하는 단계, 및 상기 피드백 정보에 기반하여 전송되는 패킷들을 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면 링크의 상황이 동적으로 변화하는 환경, 특히 5G 통신 환경에서 효율적으로 대역폭 병합을 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 계층 및 구조에 관계없이 적용이 가능하다.

본 발명에 따른 방법은 TCP(transmission control protocol), UDP(user datagram protocol), RTP(real-time transport protocol) 등의 상위 프로토콜이나 응용 서비스에 독립적으로 동작할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 링크의 상태, 가용 대역폭이 지속적으로 변화하는 상황에서 병합 성능이 빠르게 링크의 변화를 따라가게 한다.

도 1은 MPTCP에서 패킷을 분배하는 방법을 설명한다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 송신 개체(transmitting entity)와 수신 개체(receiving entity)의 구조를 설명한다.
도 3은 패킷 분배부에서의 전송 모드 변경 및 동작 방법을 나타낸다.
도 4는 링크 상태 관리부에서 전송 모드를 결정하는 것을 나타낸다.
도 5는 패킷 분배부와 링크 상태 관리부 간에 데이터를 주고 받는 동작을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 송신 장치에 의한 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 수신 장치에 의한 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 8 내지 도 10은 독립형 기반의 4G/5G 상호 작용 구조와 비독립형 기반의 상호 작용 구조 상에 본 발명을 적용한 것을 나타낸 것이다.
도 11은 대역폭이 동적으로 변화하는 시나리오에서의 병합 성능을 보여준다.
도 12는 비주기적으로 링크 실패(link failure)가 발생하는 시나리오에서의 병합 성능을 보여준다.

본 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 '모듈' 혹은 복수의 '부'는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 '모듈' 혹은 '부'를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.

대역폭 병합을 가능하게 하는 대표적인 프로토콜로 IETF(internet engineering task force)에서 제정된 MPTCP(multipath transmission control protocol)가 있다. MPTCP는 기본적으로 TCP(transmission control protocol)의 확장 버전이다.

도 1은 MPTCP에서 패킷을 분배하는 방법을 설명한다.

MPTCP에서는, 복수의 TCP 서브플로우(subflow)가 존재하는 경우, RTT(round trip time)가 가장 작은 쪽의 서브플로우에 가장 높은 우선순위를 두어 패킷이 분배된다. 또한, 해당 서브플로우의 혼잡 윈도우(CWND, congestion window)가 가득 차서 더 이상 패킷을 보낼 수 없는 경우, 그 다음으로 RTT가 작은 서브플로우가 선택된다.

구체적으로, MPTCP에 따르면, 각 경로(즉, 링크) 별로 독립적인 TCP 서브플로우가 생성된다. 패킷 스케줄러(packet scheduler)는 각 TCP 서브플로우가 수집한 경로 정보(예컨대, RTT)를 기반으로 매 패킷 별로 어느 서브플로우를 통해 패킷을 보낼지를 결정한다. MPTCP 참조 코드에서 기본적으로(default)로 사용되는 패킷 스케줄링 방법에서는 최소 지연 우선(less-delay first) 정책이 적용된다. 최소 지연 우선 정책은 여러 경로 중 가장 빠른 경로를 우선적으로 사용하는 것을 의미한다. 즉, RTT가 가장 작은 TCP 서브플로우가 선택되어 패킷이 할당되고, 해당 TCP 서브플로우의 혼잡 윈도우가 가득 차서 더 이상 패킷을 보낼 수 없을 때, 그 다음으로 RTT가 작은 서브플로우가 선택된다. 라운드 로빈(round-robin) 방식이나 모든 경로에 같은 패킷을 복사하여 전송하는 것이 구현될 수도 있다.

도 1을 참조하면, RTT가 각각 30ms와 10ms인 TCP 서브플로우 1과 2가 있다. 최소 지연 우선 정책, 즉, 지연에 기반하여 패킷 분배의 우선순위를 결정하면, TCP 서브플로우 2의 RTT가 TCP 서브플로우 1의 RTT보다 작으므로, TCP 서브플로우 2가 TCP 서브플로우 1보다 더 높은 우선순위를 갖게 된다. 따라서, 처음에는 TCP 서브플로우 2(즉, 링크 2)를 통해, 패킷이 전달된다. 이 후, TCP 서브플로우 2의 혼잡 윈도우가 가득 찬 경우(예컨대, Cwnd이 100인 경우), TCP 서브플로우 1(즉, 링크 1)을 통해 패킷이 전달된다.

MPTCP와 같이 TCP 종단에서 패킷을 분배하면, TCP 서브플로우들에 대해 독립적으로 송수신이 수행되므로, 어느 한 서브플로우에 문제가 발생하여도 다른 서브플로우들은 정상적으로 동작한다는 장점이 있다. 또한, 각 TCP 서브플로우들이 갖는 정보, 예컨대, RTT, CWND(혼잡제어 윈도우), 수신 버퍼 크기 등의 정보를 별도의 경로 조사(path probing) 없이 파악할 수 있으므로, 패킷 분배 시 활용할 수 있는 정보가 충분하다.

그러나, MPTCP에 따른 패킷 분배는 TCP 종단에서만 가능하며, 임의의 라우터, 스위치, 게이트웨이 등과 같은 중간 네트워크 장치에서는 적용될 수 없다. 이러한 경우, IP(internet protocol) 계층과 같은 TCP 계층보다 하위 계층에서 패킷 분배를 수행해야 한다. 그러나, 하위 계층에서 패킷을 분배하는 경우, 경로에 대한 별도의 정보가 제공되지 않으므로 어떠한 정보를 수집 활용하여 패킷 분배를 수행할지를 결정해야 한다. 또한, TCP 트래픽의 경우, 경로 별로 독립적인 TCP 세션이 아닌 하나의 TCP 세션을 중간 네트워크 장비에서 패킷 단위로 분배하므로, 어느 한 경로의 지연이 지나치게 높아지거나, 링크가 끊어지는 등의 문제가 발생하는 경우, 전체 성능에 큰 영향을 미친다. 또한, 종단 서버가 아닌 중간 네트워크 장치에서는 종단간 경로 정보를 수집하기 어려우므로, 기존의 다양한 TCP 정보를 활용하는 MPTCP 패킷 스케줄링을 동일하게 적용할 수 없으며, 패킷 분배에 필요한 정보를 최소화하여 정보 수집에 필요한 오버헤드를 줄일 필요가 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 다중 경로가 존재하는 임의의 네트워크 장치에서 효율적으로 다중 경로의 대역폭을 병합할 수 있는 패킷 분배 방법을 제공한다. 구체적으로, 링크들의 상태 정보를 수집 및 측정하고, 패킷 분배 방법을 결정한 후, 피드백 메시지 교환을 통해 패킷 분배를 수행하는 방법을 기술한다. 기존의 방법들은 특정 계층(예컨대, MPTCP - TCP 계층 계층, 다중 경로 라우팅(multipath routing) - IP 계층, 이중 접속(dual connectivity) - PDCP(packet data convergence protocol) 계층 등) 또는 특정 구조(MPTCP - 프록시(proxy) 구조, 이중접속 - NSA(non-standalone) 구조 등)에서만 적용 가능하지만, 본 발명에 따른 방법은 계층 및 구조에 관계없이 적용이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 TCP, UDP(user datagram protocol), RTP(real-time transport protocol) 등 상위 프로토콜이나 응용 서비스에 독립적으로 동작할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 방법은 링크의 상태, 가용 대역폭이 지속적으로 변화하는 상황에서 병합 성능이 빠르게 링크의 변화를 따라가게 한다.

도 2는 본 출원의 실시예에 따른 송신 개체(transmitting entity)와 수신 개체(receiving entity)의 구조를 설명한다.

송신 장치(미도시)는 송신 장치와 통신을 수행하는 수신 장치(미도시)마다 개별적인 송신 개체(200)를 포함한다. 예를 들어, 송신 장치가 이동 통신망 내부의 게이트웨이이고, 수신 장치가 이동 단말인 경우, 송신 장치는 이동 단말마다 개별적인 송신 개체(200)를 포함할 수 있다. 송신 개체(200)는 패킷 분배부(packet distributor, 210) 및 패킷 분배부(210)과 기능적으로 연결된 출력 포트(output port, 211, 212, 213, ...)들을 포함한다. 예를 들어, 출력 포트 1(211)는 4G 통신 기술을 이용하고, 출력 포트 2(212)는 5G 통신 기술을 이용하며, 출력 포트 3(213)는 WiFi 무선 기술을 이용하도록 구성될 수 있다.

수신 개체(300)는 출력 포트(211, 212, 213, ...)들로부터 데이터를 수신하는 입력 포트(input port, 311, 312, 313, ...)들, 입력 포트들(311, 312, 313, ...)에 기능적으로 연결된 링크 상태 관리부(link status manager, 310) 및 패킷 병합부(packet aggregator, 320)를 포함한다. 링크 상태 관리부(310) 및 패킷 병합부(320)는 동일한 장치 내에 구현될 수 있지만, 상이한 장치에 구현될 수도 있다. 예를 들어, 패킷 병합부(320)는 단말에서 동작하고, 링크 상태 관리부(310)는 기지국이나 별도의 장치에서 동작할 수 있다.

한편, 이하에서는 모든 패킷들은 고유의 시퀀스 번호를 갖는다고 가정한다. 패킷 분배 계층, 서비스, 상황 등에 따라 TCP 계층의 시퀀스 번호 또는 PDCP 계층의 시퀀스 번호가 재사용되거나, 새로운 시퀀스 번호가 패킷마다 부여되어 사용될 수 있다.

기본적으로, 송신 개체(200)와 수신 개체(300)는 서로 대응하도록 동작한다. 구체적으로, 도 2에 도시된 각 컴포넌트의 기능은 다음과 같다.

송신 엔티티(200)의 패킷 분배부(210)는 수신 엔티티(300)의 링크 상태 관리부(310)로부터 각 링크에 대한 피드백 정보를 수신하여 각 링크에 대한 가중치(weight) 및 내부 상태(state) 정보를 업데이트하고, 각 링크로 향하는 출력 포트들(211, 212, 213, ...)로 패킷을 분배하도록 구성된다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 패킷 분배부(210)는 피드백 정보를 수신하기 위한 요소를 포함할 수 있다.

수신 엔티티(300)의 링크 상태 관리부(310)는 추정된 링크 레이트(estimated link rate), 지연(delay), 무선 채널 상태 등 다양한 링크 정보를 각 입력 포트(311, 312, 313, ...)에서 측정 및 수집하며, 링크 상태에 따라 주기적으로 또는 비주기적으로 링크 정보를 송신 엔티티(200)의 패킷 분배부(210)로 전송한다. 또한, 링크의 변화가 감지되는 경우, 그 즉시, 모드 전환 메시지를 패킷 분배부(210)로 전송할 수 있다. 도 2에는 도시되지 않았으나, 링크 상태 관리부(310)는 피드백 정보, 즉 링크 정보 및/또는 모드 전환 메시지를 전송하기 위한 요소를 포함할 수 있다.

수신 엔티티(300)의 패킷 병합부(320)는 여러 경로로 들어오는 비순차적(out-of-order) 패킷들을 시퀀스 번호를 기반으로 재정렬(reorder)한 후, 상위 계층 또는 다음 노드에 전달한다.

링크 가중치 계산, 내부 상태 업데이트, 재정렬 등에 대한 자세한 설명은 후술한다.

본 발명에 따른 실시예에서는 다음과 같은 세 개의 전송 모드: 1) 가용한 모든 링크에 대해 계산된 가중치를 기반으로 패킷들을 분배하여 전송하는 분할(splitting) 모드, 2) 패킷을 모든 링크로 동일하게 복사하여 전송하는 복사(duplicating) 모드 및 3) 일시적으로 특정 링크로만 패킷들을 분배하는 분할-전(pre-splitting) 모드가 정의된다.

전송 모드 간의 운용 방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 링크 상태 관리부(310)로부터 수신되는 링크 정보에 기반하여, 패킷 분배부(210)는 분할 모드에서 대역폭 병합을 수행한다. 즉, 패킷 분배부(210)는 가용한 모든 링크에 대해 계산된 가중치를 기반으로 패킷을 분배한다. 패킷 분배부(210)가 분할 모드에서 동작할 때, 어느 한 링크에 문제가 발생하여 전송 속도가 현저히 낮아지거나 전송이 불가능해지면, 그 즉시, 전송 모드는 복사 모드로 천이된다. 복사 모드로 천이되면, 동일한 패킷이 모든 링크를 통해 전송되므로, 적어도 정상적으로 동작 중이던 링크 속도만큼의 성능은 보장된다. 이후 문제가 발생하였던 링크의 전송 속도가 다시 높아진 것으로 판단되면, 전송 모드가 분할 모드로 복귀될 수 있다.

그러나, 전송 모드가 분할 모드로 복귀되더라도, 복사 모드에서 정상적으로 전송을 수행하고 있던 링크는 이미 전송 파이프를 가득 채워놓은 상태이다. 따라서, 정상적으로 전송을 수행하고 있던 링크와 복구된 링크에 대해 곧바로 일반적인 패킷 분배를 수행하게 되면 성능이 저하된다. 예를 들어, 링크 1과 링크 2가 있고, 링크 2의 대역폭이 링크 1보다 매우 크고 빠른 상태에서 분할 모드로 전송을 수행하다가 링크 2의 전송이 일시적으로 중단되는 사건이 발생하였다고 가정해보자. 전송 모드는 복사 모드로 천이될 것이며, TCP 전송량은 링크 1의 속도에 맞춰지게 된다. 이후 링크 2가 복구되어 전송 모드가 분할 모드로 복귀되는 경우, 링크 1에 대해서는 대역폭을 최대로 쓰고 있는 상황에서 링크 정보가 수집되지만, 링크 2에 대해서는 전송 파이프를 다 채우지 않은 상태에서 링크 정보가 수집된다. 따라서, 링크 2는 이미 복구되었음에도, 링크 2의 속도는 여전히 적게 추산(underestimate)될 것이고, 그 결과 링크 2는 패킷 분배에 있어 낮은 가중치를 받게 된다. 또한, 링크 2로 보내진 데이터는 아직 덜 채워진 링크를 통해 전송되어 상대적으로 빠르게 수신 장치에 도착할 수 있으므로, 수신 장치 내의 재정렬 버퍼(reordering buffer)에 묶일 가능성이 크다. 결국, 링크 2를 통한 전송에 대한 수신확인(acknowledge, ACK)이 지연되어 링크 2에 대해 지속적인 언더플로우(underflow)가 발생할 수 있으며, TCP 전송량을 조속히 회복하는 것에 실패할 가능성이 커진다.

또한, 분할 모드에서 갑자기 한쪽 링크의 대역폭이 높아지는 경우 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어, 5G 통신 환경에서, 트럭 등이 지나가면서 송수신 직결상황이 아닌(non-line of sight, Non-LOS) 상황에서 송수신 직결상황(line of sight, LOS) 상황으로 바뀌는 경우를 생각할 수 있다. 이 경우 종래의 기술로는 새로 늘어난 대역폭을 다시 채우는데 시간이 오래 걸린다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 본 발명에서는 분할-전 모드를 정의한다. 즉, 복사 모드에서 분할 모드로 진입하기 전 또는 분할 모드동안 순간 대역폭이 일정 수준 이상인 경우, 전송 모드를 일시적으로 분할-전 모드로 설정할 수 있다. 분할-전 모드에서는 전송 가능한 여러 링크 중 충분히 이용하지 않는 것(underutilization)이 예상되는 타겟 링크를 설정하고, 이 타겟 링크로만 패킷을 분배한다. 분할-전 모드 동안, 타겟 링크 이외의 다른 링크들에 대한 링크 정보는 업데이트를 중단하고, 분할-전 모드 이전의 링크 정보를 유지할 수 있다. 이후, 전송 모드가 분할-전 모드에서 분할 모드로 천이되면, 분할-전 모드동안 갱신된 타겟 링크의 링크 정보 및 분할-전 모드 이전으로 유지하였던 다른 링크 정보를 기반으로, 패킷 분배가 수행된다. 따라서, 모든 링크의 대역폭을 충분히 채워서 가중치 계산 및 패킷 분배를 수행할 수 있다.

이와 같은 전송 모드의 운용을 위한 각 컴포넌트들의 세부 동작을 도 3 내지 도 5를 통해 설명한다.

도 3은 패킷 분배부(210)에서의 전송 모드 변경 및 동작 방법을 나타낸다.

패킷 분배부(210)는 앞서 설명한 바와 같이 세 가지 전송 모드(분할 모드, 복사 모드, 분할-전 모드)에서 패킷 분배를 수행한다. 패킷 분배부(210)는 데이터 전송이 시작되면, 분할 모드로 패킷 분배를 시작한다. 분할 모드에서는 링크의 가중치에 기반한 가중치 임의 분할(weight random splitting)이 수행된다. 예를 들어, 링크의 가중치가 각각 0.7과 0.3인 두 개의 링크(링크 1과 링크 2)에 대해 패킷 분배가 수행되는 경우, 각각의 패킷은 70%의 확률로 링크 1, 30%의 확률로 링크 2로 전달될 수 있다. 전송 시작 단계에서는 아직 각 링크에 대한 정보가 수집되지 않았기 때문에 각 링크에 초기값이 할당된다.

링크 가중치는 링크 상태 관리부(310)로부터 수신된 각 링크의 추정된 링크 레이트(estimated link rate)를 기반으로 아래의 [수학식 1]에 의해 계산될 수 있다.

여기서 Weight_i는 i번째 링크의 가중치, Link-rate_i는 i번째 링크의 추정된 링크 레이트를 의미한다. 링크의 가중치는 링크 상태 관리부(310)로부터 링크 상태 피드백이 수신될 때마다 업데이트될 수 있다. 또한, 새로 계산된 Weight_i이 이전 값보다 큰 경우, Link-rate_i의 증가 여부를 확인하여 실제로 Link-rate_i가 이전보다 증가된 경우에만 Weight_i를 업데이트할 수 있다.

링크 상태 관리부(210)로부터의 피드백이 전송 모드의 변경을 지시하거나 송신 개체(200)가 전송 모드의 변경을 결정하면, 전송 모드는 분할 모드에서 복사 모드 또는 분할-전 모드로 천이될 수 있다.

복사 모드에서는 전송하고자 하는 패킷을 복사하여 동일한 패킷을 모든 경로를 통해 전달하므로 각 링크의 가중치를 업데이트할 필요가 없다. 그러나, 링크 상태 피드백에서 획득한 링크 레이트들은 최신값으로 유지한다.

분할-전 모드에서 링크 상태 관리부(210)로부터 (모드 변경 요청과 함께) 타겟 링크 번호가 전달될 수 있다. 분할-전 모드에서는 타겟 링크로만 패킷이 분배되고, 타겟 링크에 대한 링크 레이트만 업데이트되며, 나머지 링크에 대한 링크 레이트는 분할-전 모드 진입 전(즉, 분할 모드 또는 복사 모드)과 동일하게 유지된다. 이후, 분할 모드로 천이하여 링크 레이트를 계산할 때, 타겟 링크에 대해서는 분할-전 모드에서 업데이트된 정보를 활용하고, 그 외의 링크에 대해서는 분할-전 모드 진입 전의 정보를 활용할 수 있다.

분할-전 모드를 도입함으로써, 모든 링크가 충분히 활용되었을 때의 정보를 기반으로 가중치를 할당하는 것이 가능하다. 이후 분할 모드에서는 다시, 모든 링크에 대해 링크 상태 피드백에 기반한 링크 레이트 업데이트를 수행하고, 이에 기반하여 가중치 정보의 계산을 수행한다.

링크 상태 관리부(310)는 링크별 상태(status) 정보를 수집한다. 링크 상태 관리부(310)는 링크별 상태 정보에 기반하여 전송 모드를 결정하거나, 송신 개체(200)가 전송 모드를 결정할 수 있도록 피드백 정보를 전송할 수 있다. 또한, 링크 상태 관리부(310)는 각 링크별로 들어오는 데이터 패킷을 기반으로 링크 레이트를 계산한다. 일정 시간 또는 일정 데이터 량마다 링크 레이트 샘플들을 획득하고, 이들을 기반으로 이동 평균(moving average)을 통해 링크 레이트의 대략적인 평균 값을 계산한다. 예를 들어, 1ms가 경과한 시점부터 누적하여 수신된 데이터 패킷(received data packet)의 수가 특정 값 이상인 경우(예컨대, 10개 이상) 또는 특정 시간이 경과한 경우(예컨대, 10ms 경과) 아래의 [수학식 2]와 같이 Link-rate_sample 값을 계산할 수 있다.

계산된 Link-rate_sample는 아래의 [수학식 3]을 이용하여 필터링될 수 있다.

이때 α 값은 7/8을 사용할 수 있다. 이렇게 측정된 각 링크의 링크 레이트 등의 정보는 주기적으로 패킷 분배부(210)로 보내질 수 있다. 예를 들면, 100ms 마다 정보가 전송될 수 있다. 또는, 각 링크에 대한 정보가 비주기적으로 패킷 분배부(210)로 보내질 수 있다.

이와 같이, 링크 상태(link status)를 모니터링 및 리포팅하는 동안 특정 링크의 속도에 문제가 감지되는 경우, 전송 모드가 변경될 수 있다. 도 4는 링크 상태 관리부에서 전송 모드를 결정하는 것을 나타낸다. 도 4는 수신 개체의 링크 상태 관리부가 전송 모드를 결정하는 것을 도시하나, 링크 상태 관리부는 전송 모드를 결정하기 위한 정보를 전송하고, 송신 개체가 전송 모드를 결정하도록 구성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 분할 모드에서, 어느 한 링크의 전송률, 즉 링크 레이트가 일정 수준(MODE_THRESH, 예컨대, 1Mbps)로 감소하면, 해당 링크를 통한 전송에 문제가 생겼다고 판단하고, 링크 상태 관리부는 해당 링크를 타겟 링크로 지정하고, 전송 모드를 복사 모드로 천이시킬 것을 결정한다. 이후, 타겟 링크의 전송률이 다시 일정 수준 이상으로 회복되면, 링크 상태 관리부는 전송 모드를 분할-전 모드를 거쳐 분할 모드로 복귀시킬 것을 결정한다.

분할-전 모드는 앞서 설명한 바와 같이, 타겟 링크의 파이프를 단기간 내에 충분히 채우기 위한 중간(intermediate) 모드로서, 링크 상태 관리부는 다른 링크 상으로 전송된 데이터들이 모두 수신 측에 도달하면(즉, Link-rate_sample 값이 0이 되면) 전송 모드를 분할 모드로 전환시킬 것을 결정한다. 또한, 링크 상태 관리부는 분할 모드동안 급격하게 대역폭이 증가한 경우, 이에 빠르게 대응하기 위해, 전송 모드를 분할 모드에서 분할-전 모드로 천이시킬 것을 결정할 수도 있다. 즉, 특정 링크의 링크 레이트가 마지막 피드백 값 대비 일정 수준 이상(예컨대, 2배 이상)으로 증가했을 때 대역폭이 급격하게 증가하였다고 판단하고, 해당 링크를 타겟 링크로 지정한 후, 전송 모드를 분할-전 모드로 천이시킬 수 있다.

전환 모드의 변환이 결정되면, 링크 상태 관리부는 패킷 분배부로 전송 모드의 변경을 지시하는 메시지를 전송하여, 전송 모드가 변경될 수 있도록 한다.

도 5는 패킷 분배부와 링크 상태 관리부 간에 데이터를 주고 받는 동작을 나타낸 순서도이다.

패킷 분배부는 패킷의 수신 후(511), 해당 패킷이 링크 상태 관리부로부터 수신된 피드백 패킷인지 또는 데이터 패킷인지를 결정한다(512). 피드백 패킷의 경우, 패킷 분배부는 피드백 패킷에 포함된 피드백 정보에 기반하여 링크 레이트, 링크 가중치와 같은 링크 상태를 업데이트한다(513). 데이터 패킷의 경우, 패킷 분배부는 대역폭을 병합을 위한 패킷 분배를 수행한다. 즉, 패킷 분배부는 전송 모드에 따라 출력 링크를 선택 및 패킷을 분배하고(514), 출력 포트를 통해 수신 장치로 데이터 패킷을 전달한다(515).

패킷 분배부로부터 전달된 데이터 패킷은 링크 상태 관리부에서 링크 정보를 측정하는데 사용된다. 즉, 링크 상태 관리부는 송신 장치로부터의 데이터 패킷을 수신하고(521), 링크 레이트의 추정과 같은 링크 정보의 수집 및 측정을 수행한다(522). 또한, 링크 상태 관리부는 측정 및 수집된 정보에 기반하여 전송 모드가 변경될 필요가 있거나 피드백 주기에 도달했는지를 결정하고(523), 상기 결정에 따라 피드백을 패킷 분배기에 전송하거나(524), 또는 데이터 패킷을 다음 노드로 전달하거나, 링크 상태 관리부가 단말 내에서 동작하는 경우 패킷 병합부에 전달한다(525).

패킷 병합부는 분할 모드 및 분할-전 모드 동안, 수신 측 TCP 종단으로 데이터를 전달하기 전에 재정렬(reordering)을 수행한다. 재정렬을 위해 내부적으로 next_seq 변수를 유지한다. next_seq 변수는 다음 순차(in-order) 시퀀스 번호를 의미한다. 패킷 병합부에 패킷이 도착하면, 패킷의 시퀀스 번호 packet_seq를 next_seq와 비교한다. packet_seq가 next_seq보다 큰 경우, 이는 해당 패킷이 비순차적(out-of-order) 패킷임을 의미하므로 해당 패킷을 재정렬 큐(reordering queue)에 삽입한다. 단, 중복 시퀀스의 경우에는 해당 패킷을 드롭(drop)시킨다. packet_seq가 next_seq와 같은 경우, 이는 해당 패킷이 순차적(in-order) 패킷임을 의미하므로 해당 패킷을 포함한 재정렬 큐 내의 모든 순차적 패킷을 방출한다. 또한, next_seq 값을 packet_seq+data_size로 업데이트한다. packet_seq가 next_seq보다 작은 경우, 이는 지난(old) 패킷을 의미하므로 그대로 통과시킨다.

전송 모드가 복사 모드로 천이되면, 재정렬은 수행되지 않는다. 또한, 천이 전까지 재정렬 큐에 남아있던 모든 패킷이 방출된다. 또한, 재정렬 큐의 첫번째 패킷이 업데이트된 후 일정 시간(예컨대, 200ms)이 경과하면 시간 경과(timeout)를 발생시켜 큐 내의 모든 패킷을 방출시킬 수 있다.

도 6은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 송신 장치에 의한 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 송신 개체의 패킷 분배부는 수신 장치로부터 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신한다(610). 상술한 바와 같이, 송신 개체는 게이트웨이와 같은 송신 장치 내에서, 대응하는 수신 개체마다 구현될 수 있다. 피드백 정보는 링크 레이트, 신호 세기, 버퍼 드레인 레이트 등의 링크 상태 정보를 포함할 수 있다. 또한, 피드백 정보는 이러한 정보를 바탕으로, 수신 개체가 결정한 전송 모드를 포함할 수 있다.

송신 개체의 패킷 분배부는 수신된 피드백 정보에 기반하여 복수의 링크들에 패킷들을 분배한다(620). 패킷 분배부는 전송 모드에 따라 패킷들을 분배할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전송 모드는 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할 모드, 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사 모드, 또는 복수의 링크들 중 특정 링크로만 패킷들을 분배하는 분할-전 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

피드백 정보에 전송 모드가 포함된 경우, 패킷 분배부는 피드백 정보에 포함된 전송 모드에 따라 패킷들을 분배한다. 대안적으로, 패킷 분배부는 피드백 정보에 기반하여, 전송 모드를 결정할 수 있다. 예를 들어, 도 3, 도 4 및 관련 설명에서 상술한 바와 같이, 패킷 분배부는 송신 장치가 현재 복사 모드로 동작하고 있고, 피드백 정보가 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상임을 나타내는 경우, 분할-전 모드로 천이할 것을 결정할 수 있다. 패킷 분배부는 송신 장치가 현재 분할 모드로 동작하고 있고, 피드백 정보가 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가함을 나타내는 경우, 분할-전 모드로 천이할 것을 결정할 수 있다. 패킷 분배부는 송신 장치가 현재 분할-전 모드로 동작하고 있고, 피드백 정보가 타겟 링크 외의 다른 링크의 전송률이 미리 결정된 값 이하(예컨대, 0)로 떨어짐을 나타내는 경우, 분할 모드로 천이할 것을 결정할 수 있다.

송신 개체의 출력 포트들은 대응하는 링크들을 통해 분배된 패킷들을 전송한다(630).

도 7은 본 출원의 일 실시예에 따른 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 수신 장치에 의한 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, 수신 개체의 링크 상태 관리부는 복수의 링크들에 대한 상태 정보를 수집 및 측정하여 피드백 정보를 생성한다(710). 상술한 바와 같이, 수신 개체의 링크 상태 관리부는 이동 단말 내에 패킷 병합부와 함께 구현될 수 있다. 또는, 링크 상태 관리부는 기지국 내에 구현되고, 패킷 병합부는 이동 단말 내에 구현될 수도 있다. 피드백 정보는 링크 레이트, 신호 세기, 버퍼 드레인 레이트 등의 링크 상태 정보를 포함할 수 있다. 또한, 수신 개체가 송신 개체의 전송 모드를 결정하는 경우, 피드백 정보는 전송 모드를 포함할 수 있다.

송신 장치가 복수의 링크들에 상기 패킷들을 분배하기 위한 전송 모드가 피드백 정보에 포함되는 경우, 링크 상태 관리부는 복수의 링크들에 대한 상태 정보에 기반하여 전송 모드를 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전송 모드는 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할 모드, 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사 모드, 또는 복수의 링크들 중 특정 링크로만 패킷들을 분배하는 분할-전 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 3, 도 4 및 관련 설명에서 상술한 바와 같이, 링크 상태 관리부는 송신 장치가 현재 복사 모드로 동작하고 있고, 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상인 경우, 송신 장치를 분할-전 모드로 천이시킬 것을 결정할 수 있다. 링크 상태 관리부는 송신 장치가 현재 분할 모드로 동작하고 있고, 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가한 경우, 송신 장치를 분할-전 모드로 천이시킬 것을 결정할 수 있다. 링크 상태 관리부는 현재 송신 장치가 분할-전 모드로 동작하고 있고, 타겟 링크 외의 다른 링크의 전송률이 미리 결정된 값 이하(예컨대, 0)로 떨어진 경우, 송신 장치를 분할 모드로 천이시킬 것을 결정할 수 있다.

링크 상태 관리부는 생성된 피드백 정보를 송신 개체로 전송하고(720), 송신 개체가 피드백 정보에 기반하여 전송하는 패킷들을 수신한다(730).

본 발명의 실시예는 다양한 통신 환경에서 적용될 수 있으나, 특히 이동 통신 네트워크에서 LTE 링크와 차세대 5G 링크를 병합할 시 사용될 수 있다. 현재 진행중인 5G 구조 표준화에서 LTE/5G 링크 간의 상호 작용(interworking) 구조가 확정되지는 않았지만, 독립형(standalone) 기반의 4/5G 상호 작용 구조와 비독립형(non-standalone) 기반의 상호 작용 구조가 있을 수 있다.

도 8 내지 도 10은 독립형 기반의 4G/5G 상호 작용 구조와 비독립형 기반의 상호 작용 구조 상에 본 발명을 적용한 것을 나타낸 것이다.

도 8의 독립형 기반 구조의 경우, 코어 네트워크 쪽 게이트웨이에서 패킷 분배부가 구현될 수 있고, 링크 상태 관리부와 패킷 병합부는 단말에 구현될 수 있다. 즉, 링크 정보를 단말에서 수집하여 게이트웨이의 패킷 관리부에 전달할 수 있다. 업링크 트래픽에 대해서는 컴포넌트들을 대칭적으로 위치시켜 본 발명을 적용할 수 있다.

도 9과 도 10은 현재 5G 표준화에서도 논의중인 비독립형 기반의 상호작용 구조에 있어서 이중 접속 수행 시 본 발명이 적용 가능함을 보여준다. 링크 정보를 수집하여 전달하는 링크 상태 관리부는 도 9과 같이, 도 8의 경우와 동일하게 단말에 구현되거나, 도 10과 같이 각 기지국에 분산되어 구현될 수 있다. 이와 같이 기지국에서 링크 정보를 수신하는 경우, 각 기지국의 버퍼 드레인 레이트(buffer drain-rate)를 기존의 추정된 링크 레이트 대신하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 아래의 [수학식 4]와 같이, [수학시 2]의 Link-rate_sample 대신, Buffer-drain-rate_sample를 도출할 수 있다.

즉, 일정 시간 동안 얼마만큼의 데이터가 버퍼로부터 빠져나갔는지를 계산하여 링크의 대역폭을 추정할 수 있다. 따라서, 링크 상태 관리부를 복수의 기지국들에 분산하여 구현한 뒤, 패킷 분배부가 존재하는 기지국의 링크 상태 관리부가 주(main)가 되어 다른 기지국의 링크 상태 관리부들로부터 정보를 수집하고, 최종적으로 패킷 분배부에 피드백 및 전송 모드 메시지를 전달할 수 있다. 또한, 패킷 분배부가 PDCP 내에 구현된다면, 기존의 PDCP 시퀀스 넘버링(sequence numbering)/순차 전달(in-order delivery) 기능을 재사용 및 확장하여 사용할 수 있다.

본 발명은 링크의 변화에 빠른 대응을 하기 위한 병합 방법으로서, 송수신 측이 대응되도록 동작하는 것이 요구된다. 단말에 링크 상태 관리부가 구현되는 경우, 단말 사업자(vendor)는 본 발명의 사용 검출이 용이하다. 기지국 사업자의 경우에도 비-독립적 구조에서는 링크 상태 관리부 기능이 분산되어 구현되므로, 본 발명의 사용 검출이 용이할 수 있다. 또한, 정확한 동작을 위해 링크 정보 및 전송 모드 정보를 지속적으로 주고 받아야 하므로 패킷 모니터링을 통해 본 발명의 사용 여부를 유추할 수 있다.

본 발명의 병합 성능을 검증하기 위해 NS-3 네트워크 시뮬레이터에 본 발명을 구현해보았다. 도 11은 도 8의 네트워크 환경과 유사하게 LTE 및 5G 에뮬레이션 링크로 구성된 네트워크 토폴로지 상에서 FTP(file transfer protocol) 다운로드 성능을 측정하였을 때, 대역폭이 동적으로 변화하는 시나리오에서의 병합 성능을 보여준다. 도 11의 시뮬레이션에서는 LTE 링크의 대역폭을 100Mbps로 고정한 상태에서 5G 링크의 대역폭을 동적으로 100Mbps에서 900Mbps 사이로 변화시키면서 병합 성능을 측정하였다. 도 11의 점선은 LTE와 5G 링크의 대역폭을 합친 것을 나타내며, 5초 간격으로 대역폭에 변화를 주었다. 도 11의 실선은 병합 처리율(throughput)을 나타낸 것으로 100ms마다 측정하였다. 도 11을 참조하면, 본 발명에서 제안한 방법에 따르면 대역폭이 큰 폭으로 변화하여도 병합 성능이 빠르게 링크의 변화를 따라감을 알 수 있다.

도 12는 비주기적으로 링크 실패(link failure)가 발생하는 시나리오에서의 병합 성능을 보여준다. 도 12의 시뮬레이션에서는 LTE 링크와 5G 링크의 대역폭을 각각 100Mbps와 500Mbps로 고정한 상태에서 5G 링크에 패킷이 100% 유실(loss)되는 링크 실패 사건(event)을 5-8초, 15-20초, 30-40초 사이에서 발생시켰을 때의 성능을 측정하였다. 도 12의 상단 그래프는 링크 상태 관리부에서 측정한 링크 레이트를 나타낸 것이다. LTE는 꾸준히 100Mbps 정도가 측정되는 반면에, 5G는 링크 실패 구간에서 링크 레이트가 0로 나타나는 것을 알 수 있다. 하단의 그래프는 병합 성능을 나타낸 것이다. 병합 성능이 약 600Mbps를 유지하다가 링크 실패 구간에서 LTE 성능인 약 100Mbps을 유지하고, 이후 5G 성능이 복구되었을 때 곧바로 다시 원래의 병합 성능으로 빠르게 돌아오는 것을 확인할 수 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (25)

1. 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서의 송신 장치에 있어서,
   수신 장치로부터 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신하고, 상기 피드백 정보에 기반하여 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하는 전송 모드를 결정하고, 상기 전송 모드에 기초하여 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하도록 구성된 패킷 분배부; 및
   상기 복수의 링크들을 통해 상기 분배된 패킷들을 송신하도록 구성된, 상기 복수의 링크들에 대응하는 출력 포트들을 포함하되,
   상기 전송 모드는,
   상기 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여, 상기 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할(splitting) 모드,
   상기 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사(duplicating) 모드, 및
   상기 복수의 링크들 중 특정 링크로 상기 패킷들을 분배하는 분할-전(pre-splitting) 모드 중 어느 하나로 결정되고,
   상기 패킷 분배부는,
   상기 피드백 정보에 포함된 상기 복수의 링크들의 전송률의 변화에 기초하여 상기 전송 모드의 다른 전송 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성되는 것인, 송신 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 패킷 분배부는,
   상기 송신 장치가 복사 모드로 동작하는 경우, 상기 피드백 정보가 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상임을 나타내면, 상기 송신 장치가 분할-전 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 송신 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 패킷 분배부는,
   상기 송신 장치가 분할 모드로 동작하는 경우, 상기 피드백 정보가 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가함을 나타내면, 상기 송신 장치가 분할-전 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 송신 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 패킷 분배부는,
   상기 송신 장치가 분할-전 모드로 동작하는 경우, 상기 피드백 정보가 상기 특정 링크 외의 다른 링크의 전송률이 미리 결정된 값 이하로 떨어짐을 나타내면, 상기 송신 장치가 분할 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 송신 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 송신 장치는 게이트웨이이고,
   상기 수신 장치는 기지국 또는 이동 단말인 것인, 송신 장치.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 피드백 정보는 상기 패킷들을 분배하는 전송 모드를 포함하는 것인, 송신 장치.
   
7. 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서의 수신 장치에 있어서,
   복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 생성하고, 송신 장치가 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하기 위한 전송 모드를 결정하고, 송신 장치로 상기 피드백 정보를 전송하도록 구성된 링크 상태 관리부; 및
   상기 피드백 정보에 기반하여 전송되는 상기 패킷들을 수신하도록 구성된, 상기 복수의 링크들에 대응하는 입력 포트들을 포함하되,
   상기 피드백 정보는 상기 전송 모드를 포함하고,
   상기 전송 모드는,
   상기 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여 상기 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할(splitting) 모드,
   상기 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사(duplicating) 모드, 및
   상기 복수의 링크들 중 특정 링크로 상기 패킷들을 분배하는 분할-전(pre-splitting) 모드 중 어느 하나로 결정되고,
   상기 링크 상태 관리부는,
   상기 복수의 링크들의 전송률의 변화에 기초하여 상기 전송 모드의 다른 전송 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성되는, 수신 장치.
   
8. 제7항에 있어서, 상기 패킷들을 재정렬(reorder)하여 상위 계층 또는 다른 노드에 전달하도록 구성된 패킷 병합부를 더 포함하는, 수신 장치.
   
9. 제7항에 있어서, 상기 링크 상태 관리부는,
   상기 송신 장치가 복사 모드로 동작하는 경우, 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상인 조건이 만족되면, 상기 송신 장치가 분할-전 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 수신 장치.
   
10. 제7항에 있어서, 상기 링크 상태 관리부는,
    상기 송신 장치가 분할 모드로 동작하는 경우, 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가하는 조건이 만족되면, 상기 송신 장치가 분할-전 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 수신 장치.
    
11. 제7항에 있어서, 상기 링크 상태 관리부는,
    상기 송신 장치가 분할-전 모드로 동작하는 경우, 상기 특정 링크 외의 다른 링크의 전송률이 미리 결정된 값 이하로 떨어지는 조건이 만족되면, 상기 송신 장치가 분할 모드로 천이하는 것을 결정하도록 구성된 것인, 수신 장치.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 송신 장치는 게이트웨이이고,
    상기 링크 상태 관리부는 기지국 또는 이동 단말에 위치하는 것인, 수신 장치.
    
13. 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 송신 장치에 의한 방법에 있어서,
    수신 장치로부터, 복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 수신하는 단계;
    상기 피드백 정보에 기반하여, 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하는 전송 모드를 결정하는 단계;
    상기 전송 모드에 기초하여 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하는 단계; 및
    상기 복수의 링크들을 통해 상기 분배된 패킷들을 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 전송 모드는,
    상기 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여, 상기 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할(splitting) 모드,
    상기 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사(duplicating) 모드, 또는
    상기 복수의 링크들 중 특정 링크로 상기 패킷들을 분배하는 분할-전(pre-splitting) 모드,
    중 어느 하나로 결정되고,
    상기 전송 모드를 결정하는 단계는,
    상기 피드백 정보에 포함된 상기 복수의 링크들의 전송률의 변화에 기초하여 상기 전송 모드의 다른 전송 모드로 천이하는 것을 결정하는 단계를 더 포함하는 송신 장치에 의한 방법.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 전송 모드를 결정하는 단계는,
    상기 송신 장치가 복사 모드로 동작하는 경우 상기 피드백 정보가 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상임을 나타내거나, 상기 송신 장치가 분할 모드로 동작하는 경우 상기 피드백 정보가 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가함을 나타내면, 분할-전 모드로 천이하는 단계를 포함하는 것인, 송신 장치에 의한 방법.
    
15. 제13항에 있어서, 상기 피드백 정보는 상기 패킷들을 분배하는 전송 모드를 포함하는 것인, 송신 장치에 의한 방법.
    
16. 복수의 무선 링크들을 갖는 이동 통신 네트워크에서 수신 장치에 의한 방법에 있어서,
    복수의 링크들에 대한 피드백 정보를 생성하는 단계;
    송신 장치가 상기 복수의 링크들에 패킷들을 분배하기 위한 전송 모드를 결정하는 단계;
    송신 장치로, 상기 피드백 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 피드백 정보에 기반하여 전송되는 상기 패킷들을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 피드백 정보는 상기 전송 모드를 포함하고,
    상기 전송 모드는,
    상기 피드백 정보에 기반하여 결정된 가중치에 기반하여 상기 복수의 링크들에 상이한 패킷들을 분배하는 분할(splitting) 모드,
    상기 복수의 링크들에 동일한 패킷들을 분배하는 복사(duplicating) 모드, 및
    상기 복수의 링크들 중 특정 링크로 상기 패킷들을 분배하는 분할-전(pre-splitting) 모드 중 어느 하나로 결정되고
    상기 전송 모드를 결정하는 단계는,
    상기 복수의 링크들의 전송률의 변화에 기초하여 상기 전송 모드의 다른 전송 모드로 천이하는 것을 결정하는 단계를 포함하는, 수신 장치에 의한 방법.
    
17. 제16항에 있어서, 상기 전송 모드를 결정하는 단계는,
    상기 송신 장치가 복사 모드로 동작하는 경우 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 문턱값 이상인 조건, 또는 상기 송신 장치가 분할 모드로 동작하는 경우 상기 복수의 링크들 중 특정 링크의 전송률이 미리 결정된 배수 이상 증가하는 조건이 만족되면, 상기 송신 장치가 분할-전 모드로 천이하도록 결정하는 단계를 포함하는 것인, 수신 장치에 의한 방법.
    
    
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