KR102371444B1 - Channel adaptive transmission method of a terminal in a wireless communication environment - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 채널 적응 전송 방법은,무선 통신 환경에서 단말이 데이터 전송시 채널 오류 여부를 판단하기 위해 이론적인 채널 전송에 대한 이론성능값을 산출하는 단계; 무선 통신 단말의 실제로 측정된 실측성능값을 산출하는 단계; 상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정하는 단계;를 포함하되, 상기 이론성능값은, 복수의 단말이 채널 경쟁에 참여하는 이웃 단말의 개수를 추정하고, 추정된 이웃 단말의 개수에 대응하여 채널 경쟁 환경에서 채널 오류로 인하여 발생하는 이론적인 전송 성능 예측값인 것을 특징으로 한다.A channel adaptive transmission method according to an embodiment of the present invention comprises: calculating a theoretical performance value for theoretical channel transmission in order for a terminal to determine whether a channel error occurs when data is transmitted in a wireless communication environment; calculating an actually measured performance value of the wireless communication terminal; Comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, determining whether there is a channel error, and adjusting the data rate by the difference value; Including, wherein the theoretical performance value is a neighbor terminal in which a plurality of terminals participate in channel contention It is characterized in that it is a theoretical transmission performance prediction value that occurs due to a channel error in a channel contention environment in correspondence to the estimated number of neighboring terminals.
Description
본 발명은 채널 적응 전송 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 단말이 밀집된 환경에서 채널의 품질이 변화하더라도 일정한 전송 에러가 발생하도록 유지 관리할 수 있는 무선 통신 환경에서 단말의 채널 적응 전송 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel adaptive transmission method, and more particularly, to a channel adaptive transmission method of a terminal in a wireless communication environment that can maintain a constant transmission error to occur even if the quality of a channel changes in an environment in which a plurality of terminals are dense it's about
일반적으로, 무선랜 혹은 ZigBee 등과 같은 무선 통신 단말은 경쟁을 통하여 채널에 접근하는데, 여러 단말이 동시에 하나의 무선 채널을 공유하여 데이터 전송에 활용하는 경우 동시에 여러 단말이 채널에 접근하는 것을 회피하기 위한 수단으로 백오프(backoff)로 불리는 방법을 사용한다.In general, a wireless communication terminal such as a wireless LAN or ZigBee accesses a channel through contention. As a means, a method called backoff is used.
예를 들어, 무선랜의 경우 단말이 채널에 접근하기 위해서 윈도우 크기로 불리는 값의 범위 내에서 임의로 하나의 값을 선택한다. 선택한 값은 채널이 다른 단말이 점유하고 있지 않을 때, 즉 채널이 점유 가능(Idle)한 상태에 있을 때, 슬롯으로 불리는 시간 단위로 하나씩 줄어든다. 그리고 마침내 선택한 값이 0이 되면 데이터를 전송하게 된다. 백오프 동작을 수행하는 과정에서 무선 단말은 채널의 에너지 수준을 측정하고, 임계값 이상으로 측정된다면 다른 단말이 이미 채널을 점유하고 있는 것으로 판단하고, 슬롯 단위로 선택한 값을 줄여가는 과정을 일시 중단한다. 이렇게 카운터의 값을 줄이는 과정을 일시 중단하는 동작을 프리징(freezing)이라 한다.For example, in the case of a wireless LAN, in order for a terminal to access a channel, one value is arbitrarily selected within a value range called a window size. When the channel is not occupied by other terminals, that is, when the channel is in an idle state, the selected value is decreased by one time unit called a slot. And finally, when the selected value becomes 0, data is transmitted. In the process of performing the backoff operation, the wireless terminal measures the energy level of the channel, and if it is measured above the threshold value, it is determined that another terminal already occupies the channel, and the process of reducing the selected value in units of slots is temporarily suspended do. The operation of temporarily suspending the process of decreasing the counter value is called freezing.
한편, 무선 통신 환경에서 무선 채널의 품질은 시간의 변화에 따라서 함께 변화된다. 이에 상응하여 채널이 좋을 때는 높은 전송률로 데이터를 전송하고 채널이 좋지 않을 때는 낮은 전송률로 데이터를 전송하여 채널의 품질이 변화하더라도 일정한 전송 에러가 발생하도록 유지 관리한다. 이러한 종래의 데이터 전송 기법을 링크 적응(link adaptation) 기술이라고 한다.Meanwhile, in a wireless communication environment, the quality of a wireless channel changes with time. Correspondingly, when the channel is good, data is transmitted at a high data rate, and when the channel is bad, data is transmitted at a low data rate, so that a constant transmission error occurs even if the quality of the channel changes. This conventional data transmission technique is called a link adaptation technique.
링크 적응은 이미 오래전부터 널리 연구되어온 분야로, 채널의 품질 변화를 능동적으로 추적하면서 데이터 전송률을 조정하여 전송 에러가 일정한 확률로 발생하도록 해서 데이터 전송 성능을 최대화하는 방법이다.Link adaptation is a field that has been widely studied for a long time and is a method of maximizing data transmission performance by actively tracking a change in channel quality and adjusting the data rate so that a transmission error occurs with a constant probability.
무선랜 환경에서 링크 적응을 적용할 때 어려운 점 중 하나는 데이터 전송시 에러가 발생하는 경우 이것이 둘 이상의 단말이 동시에 데이터를 전송함으로써 발생하는 충돌에 의한 오류인지 아니면 채널의 오류에 의해 발생한 에러인지 구분할 수 있는 명확한 방법이 없다는 것이다. One of the difficulties in applying link adaptation in a wireless LAN environment is that when an error occurs during data transmission, it is difficult to distinguish whether it is an error caused by a collision caused by two or more terminals simultaneously transmitting data or an error caused by a channel error. There is no clear way to do it.
링크 적응 기술에 의하면 채널 오류에 의하여 전송 오류가 발생하면 전송률을 낮추어서 오류가 발생할 확률을 낮추어 신뢰할 수 있는(reliable) 데이터 전송을 꾀할 수 있다. According to the link adaptation technology, when a transmission error occurs due to a channel error, it is possible to achieve reliable data transmission by lowering the transmission rate to reduce the error probability.
그러나 단말 간 충돌에 의한 오류를 채널 오류로 오판을 하면, 채널 환경이 좋음에도 불구하고 전송률을 낮추어 궁극적으로 데이터 전송 성능이 저하되는 요인이 된다. However, if an error due to a collision between terminals is misjudged as a channel error, the data transmission performance is ultimately deteriorated by lowering the data rate despite the good channel environment.
따라서, 채널 점유하지 못한 단말은 백오프(backoff) 동작의 일부로써 프리징 동작을 수행하고, 이 동작을 통하여 주변에 존재하는 이웃 단말의 개수를 추정하며 이를 통하여 가능한 채널 오류 성능을 예측함으로써, 채널의 변화에 대응하여 최적화된 데이터 전송률을 찾을 필요성이 있으며, 실제적이며 실용적인 채널 적응 방법에 대한 연구가 필요하게 되었다.Therefore, the terminal that does not occupy the channel performs a freezing operation as part of the backoff operation, estimates the number of neighboring terminals through this operation, and predicts possible channel error performance through this operation, It is necessary to find an optimized data rate in response to the change of
본 발명의 목적은 프리징(freezing) 동작을 수행하는 무선 통신 환경에서 어떤 단말의 채널 점유시, 채널 점유하지 못한 단말은 백오프(backoff) 동작의 일부로써 프리징 동작을 수행하고, 이 동작을 통하여 주변에 존재하는 이웃 단말의 개수를 추정하며 이를 통하여 가능한 채널 오류 성능을 예측한 뒤, 이론적으로 예측한 전송 성능인 이론성능값과 실제로 측정한 전송 성능인 실측성능값 사이의 차이를 산출하고, 이를 링크 적응 동작에 적용하여 전송률을 조정할 수 있는 채널 적응 전송 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to perform a freezing operation as part of a backoff operation by a terminal that does not occupy a channel when a certain terminal occupies a channel in a wireless communication environment performing a freezing operation, and performs this operation After estimating the number of neighboring terminals existing in the vicinity through this, and predicting possible channel error performance through this, the difference between the theoretical performance value, which is the theoretically predicted transmission performance, and the actual performance value, which is the actually measured transmission performance, is calculated, An object of the present invention is to provide a channel adaptive transmission method capable of adjusting a data rate by applying this to a link adaptation operation.
본 발명의 일 실시예에 따른 채널 적응 전송 방법은 단말이 프리징(freezing) 동작을 수행하는 무선 통신 환경에서 데이터 전송을 위한 채널 적응 전송 방법에 있어서, 단말이 데이터 전송시 채널 오류 여부를 판단하기 위해 이론적인 채널 전송에 대한 이론성능값을 산출하는 단계; 단말의 실제로 측정된 실측성능값을 산출하는 단계; 상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정하는 단계를 포함하되, 상기 이론성능값은, 채널 경쟁에 참여하는 이웃 단말의 개수를 추정하고 추정된 이웃 단말의 개수를 고려하여 채널 오류로 인하여 발생 가능한 이론적인 전송 성능 예측값인 것을 특징으로 한다.In the channel adaptive transmission method for data transmission in a wireless communication environment in which the terminal performs a freezing operation, the channel adaptive transmission method according to an embodiment of the present invention includes determining whether the terminal has a channel error when transmitting data. calculating a theoretical performance value for a theoretical channel transmission for the purpose; calculating an actually measured performance value of the terminal; Comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, determining whether there is a channel error, and adjusting the data rate by the difference value, wherein the theoretical performance value estimates the number of neighboring terminals participating in channel contention, It is characterized in that it is a theoretical transmission performance prediction value that may occur due to a channel error in consideration of the estimated number of neighboring terminals.
상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정하는 단계는, 차이값이 클수록 낮은 전송률로 조정하여 데이터를 전송하며, 데이터 전송 후 다시 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 차이값을 단계적으로 줄일 수 있도록 전송률을 조정하는 것을 특징으로 한다.In the step of comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value to determine whether there is a channel error, and adjusting the data rate by the difference value, the larger the difference value, the lower the data rate is adjusted to transmit the data, and then the theoretical performance again after data transmission It is characterized in that the data rate is adjusted so that the difference between the value and the actual measurement performance value can be reduced step by step.
상기에 있어서, 데이터 전송 후 다시 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 차이값을 단계적으로 줄일 수 있도록 전송률 조정시, 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 커서 미리 정해둔 기준유효범위를 벗어나면, 채널 전송 오류가 많은 것으로 판단하여 전송률을 단계적으로 낮추는 과정을 반복 수행하며, 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에 있다면, 이것은 채널 전송 오류가 허용하는 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 전송률을 단계적으로 올리는 과정을 반복 수행하며, 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에서 유지하면 전송률을 더 이상 조정하지 않고, 현 상태로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 한다.In the above, when the data transmission rate is adjusted so that the difference between the theoretical performance value and the actual measurement performance value can be reduced in stages by comparing the difference between the theoretical performance value and the measured performance value again after data transmission, the difference between the theoretical performance value and the measured performance value is large, so that the predetermined standard is valid If it is out of range, it is determined that there are many channel transmission errors and the process of lowering the transmission rate step by step is repeated. It is determined that it exists within the allowable range, repeats the process of raising the data rate step by step, and if the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is maintained within the preset effective range, the data rate is not adjusted any more. , characterized in that it is kept constant in the current state.
상기에 있어서, 상기 이론성능값은 복수의 수준값을 정하고, 수준값을 기준으로 이론적인 전송 성능을 구분하며, 이를 이용하여 실측성능값의 차이를 비교하여 전송률을 조정하는 것을 특징으로 한다.In the above, the theoretical performance value is characterized in that a plurality of level values are determined, the theoretical transmission performance is classified based on the level value, and the transmission rate is adjusted by comparing the difference between the measured performance values using this.
상기에 있어서, 상기 이웃 단말의 개수 추정은 하나의 단말이 데이터 전송을 위해서 채널 점유시, 채널 점유한 해당 단말을 제외한 나머지 단말은 채널 접근을 위한 백오프로서 프리징 동작을 수행하고, 상기 프리징 동작을 수행하는 단말이 채널 점유한 해당 단말이 데이터를 전송한 시점부터 다음 전송시까지 슬롯 단위의 단위시간마다 프리징 동작을 수행해서, 설정시간 동안 누적된 자신의 프리징 동작 횟수를 카운팅하여 추정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the above, in the estimation of the number of neighboring terminals, when one terminal occupies a channel for data transmission, the remaining terminals except for the corresponding terminal occupying the channel perform a freezing operation as a backoff for channel access, and the freezing operation is performed. The terminal performing the operation performs a freezing operation every unit time in slot units from the time when the corresponding terminal occupying the channel transmits data until the next transmission, and counts and estimates the number of its own freezing operations accumulated during the set time features that can be done.
상기에 있어서, 상기 프리징 동작을 수행하는 단말은, 설정시간 동안 카운팅된 프리징 횟수를 계산한 평균값을 이용하여, 경쟁에 참여하고 있는 평균적인 이웃 단말의 개수를 추정하는 것을 특징으로 한다.In the above, it is characterized in that the terminal performing the freezing operation estimates the average number of neighboring terminals participating in the competition by using an average value calculated by the number of freezing times counted for a set time.
상기 채널 적응 전송 방법은, 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 수행된다. The channel adaptive transmission method is performed by a computer program stored in a computer-readable storage medium.
본 발명은 채널의 변화에 능동적으로 대응하기 위한 링크 적응 기법을 이용하기 위해 누적된 프리징 동작 카운팅 횟수를 이용하여 이웃 단말의 개수를 추정하고, 이를 바탕으로 특정한 전송률이 주어졌을 때 획득 가능한 전송 성능을 예측하고, 이론성능값과 실측성능값과의 차이값을 기준으로 전송률을 조정함으로써, 궁극적으로 네트워크의 성능을 채널 환경에 맞게 적응적으로 향상시킬 수 있다.The present invention estimates the number of neighboring terminals using the accumulated number of counting freezing operations in order to use a link adaptation technique to actively respond to a change in a channel, and based on this, transmit performance obtainable when a specific data rate is given By predicting and adjusting the transmission rate based on the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, the performance of the network can ultimately be adaptively improved according to the channel environment.
또한, 기존 통신 장치의 하드웨어적인 변경 없이도 쉽게 적용 가능한 알고리즘이며, 소프트웨어의 업그레이드를 통해서 적용 가능하며, 이미 설치되어 있는 무선랜 통신 단말과 여러 통신 장비들에 직접 적용 가능한 범용성을 갖는 장점이 있다.In addition, it is an algorithm that can be easily applied without hardware change of an existing communication device, can be applied through software upgrade, and has the advantage of having versatility that can be directly applied to already installed wireless LAN communication terminals and various communication equipment.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 적응 전송 방법에서, 경쟁에 참여하는 단말의 수로 예측된 성능과 허용 가능한 오차를 고려한 여러 성능 수준을 나타낸 도면이다.
도 2는 채널 경쟁하는 복수의 단말의 전송 과정을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 적응 전송 방법의 순서도이다.1 is a diagram illustrating various performance levels in consideration of performance predicted by the number of terminals participating in contention and allowable errors in the channel adaptive transmission method according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a transmission process of a plurality of terminals in channel contention.
3 is a flowchart of a channel adaptive transmission method according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention may add, change, delete, etc. other elements within the scope of the same spirit, and may use other degenerative inventions or the present invention. Other embodiments included within the scope of the invention may be easily proposed, but this will also be included within the scope of the invention. In addition, components having the same function within the scope of the same idea shown in the drawings of each embodiment will be described using the same reference numerals.
본 발명의 채널 적응 전송 방법은, 다양한 무선 통신 환경에서 데이터 전송을 위하여 복수의 단말이 존재하는 경우에 적용할 수 있으며, 예컨대 무선랜, 지그비(zigbee)와 같은 무선 환경이 될 수 있으며, 채널 점유 여부에 따라 단말이 프리징 동작을 수행하는 무선 통신 환경이 될 수 있다.The channel adaptive transmission method of the present invention can be applied to a case in which a plurality of terminals exist for data transmission in various wireless communication environments, and can be, for example, a wireless environment such as a wireless LAN or Zigbee, and channel occupancy. Depending on whether or not the terminal may be a wireless communication environment in which the freezing operation is performed.
본 발명의 실시예에서는 무선랜 환경에서 무선 통신 단말이 둘 이상이 존재하는 무선 통신 환경을 예로 든 것이며, 본 발명의 채널 적응 전송 방법은 어떤 방법으로든 경쟁에 참여하는 주변의 이웃 단말의 개수를 추정하여 알 수 있다면 채널 적송률을 적응적으로 조정할 수 있도록 적용 가능하다.In the embodiment of the present invention, a wireless communication environment in which two or more wireless communication terminals exist in a wireless LAN environment is taken as an example, and the channel adaptive transmission method of the present invention estimates the number of neighboring terminals participating in contention in any way. If it can be known, it can be applied so that the channel transmission rate can be adaptively adjusted.
이를 위해 우선 고려되어야 할 것은 하나의 단말이 채널을 점유하여 데이터 전송시, 채널 점유한 해당 단말을 제외한 나머지 단말은 다음 채널 접근을 위해 백오프로서, 프리징 동작을 수행하고, 프리징 동작 중인 단말은 자신의 프리징 동작 횟수를 이용하여 자신의 주변에 위치한 이웃 단말의 개수를 추정하는 것이다.For this, it is first to be considered that when one terminal occupies a channel and transmits data, the remaining terminals except for the corresponding terminal occupying the channel perform a freezing operation as a backoff for access to the next channel, and the terminal is in the freezing operation. is to estimate the number of neighboring terminals located in the vicinity of the user using his/her number of freezing operations.
이와 같이 추정된 이웃 단말의 개수로 얻을 수 있는 이론적인 채널 전송에 대한 이론성능값이 어느 정도 되는지 판단할 수 있으며, 추정된 이웃 단말의 개수로 획득 가능한 무선랜의 이론성능값이 실제로 측정한 실측성능값과 차이가 있다면 그 차이만큼이 결국 채널의 오류로 인해 발생한 전송 성능 손실임을 알 수 있는 것이다.In this way, it is possible to determine how much the theoretical performance value for channel transmission that can be obtained with the estimated number of neighboring terminals is, and the actual measurement of the theoretical performance value of the WLAN obtainable with the estimated number of neighboring terminals is possible. If there is a difference from the performance value, it can be seen that the difference is the transmission performance loss caused by the channel error.
즉, 특정 무선 단말이 주변에서 경쟁에 참여하는 이웃 단말의 개수를 예측할 수 있을 때 예측한 이웃 단말의 개수와 이론적인 성능 모델을 통하여 획득 가능한 무선랜의 성능을 추정할 수 있고, 이렇게 추정한 이론성능값과 실제로 측정한 실측성능값 사이에 차이가 존재한다면 그 차이값은 채널 오류(불량)로 인한 것으로 판단할 수 있다. 채널 오류로 인한 것으로 판단되는 경우는 실제로 측정한 실측성능값이 이론적으로 예측한 이론성능값보다 낮은 값이 될 수 있다.That is, when a specific wireless terminal can predict the number of neighboring terminals participating in competition in the vicinity, it is possible to estimate the obtainable wireless LAN performance through the predicted number of neighboring terminals and a theoretical performance model. If there is a difference between the performance value and the actually measured performance value, it can be determined that the difference is due to a channel error (defect). When it is determined that it is due to a channel error, the actually measured performance value may be lower than the theoretically predicted theoretical performance value.
본 발명에서 이론성능값은 채널 경쟁 환경에서 이웃 단말의 개수를 추정할 수 있을 때 이웃 단말의 개수를 고려하여 채널 오류로 인하여 발생 가능한 이론적인 전송 성능 예측값을 의미하고, 실측성능값은 실제로 채널에서 무선 단말이 채널 점유에 의해 데이터 전송시 측정한 전송 성능값을 의미한다. 또한 이론성능값은 둘 이상의 단말에 의한 전송 시도가 서로 충돌하여 발생한 이론적인 전송 성능 예측값이 될 수도 있다.In the present invention, the theoretical performance value means a theoretical transmission performance prediction value that can occur due to a channel error in consideration of the number of neighboring terminals when the number of neighboring terminals can be estimated in a channel contention environment, and the actual performance value is actually measured in the channel. It means a transmission performance value measured when a wireless terminal transmits data due to channel occupation. In addition, the theoretical performance value may be a theoretical transmission performance prediction value generated when transmission attempts by two or more terminals collide with each other.
또한 여기서 전송 성능을 나타내는 전송 파라미터는 후술할 전송률(전송속도)이외에도 전송 전력 등이 될 수 있으며, 이는 종래의 링크 적응 기법에도 적용되는 것으로서, 본 발명에서도 채널 환경에 따라 전송 파라미터를 조정할 때 전송률뿐 만 아니라 전송 전력 등을 제어할 수 있음을 의미하는 것이며, 본 발명이 특정 전송 파라미터에 한정되지 않는다.In addition, the transmission parameter indicating transmission performance may be transmission power in addition to the transmission rate (transmission rate) to be described later, which is also applied to the conventional link adaptation technique, and in the present invention, only the transmission rate is but also means that it is possible to control transmission power, etc., and the present invention is not limited to a specific transmission parameter.
이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 크다는 것은 결국 채널 전송 오류가 많다는 것을 의미하므로, 그 차이만큼 더 낮은 전송률로 조정하여 데이터를 전송해야 하는 것을 의미한다. 또한 여기서 이론성능값과 실측성능값의 차이값이라 함은 이론성능값에서 실측성능값을 뺀 값을 의미할 수 있다.A large difference between the theoretical performance value and the actual performance value means that there are many channel transmission errors, so it means that data must be transmitted by adjusting the data rate to a lower data rate by the difference. Also, the difference between the theoretical performance value and the actual performance value may mean a value obtained by subtracting the actual performance value from the theoretical performance value.
또한, 데이터 전송률을 낮추었음에도 불구하고, 여전히 이론성능값과 실측성능값 사이에 차이값이 크다면 다시 전송률을 낮추어 전송하여 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값을 줄여가는 과정을 단계적으로 시행한다.In addition, if the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is still large even after the data transmission rate has been lowered, the process of reducing the difference between the theoretical performance value and the measured performance value by lowering the transmission rate again is implemented in stages do.
이를 위해 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값에 따라 전송률을 조정하기 위해 기준유효범위를 미리 정할 수 있으며, 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 커서 미리 정해둔 기준유효범위를 벗어나면, 채널 전송 오류가 많은 것으로 판단하여 전송률을 단계적으로 낮추는 과정을 반복 수행한다.To this end, a reference effective range can be predetermined to adjust the transmission rate according to the difference between the theoretical performance value and the actual performance value. If so, it is determined that there are many channel transmission errors and the process of lowering the data rate step by step is repeatedly performed.
반대로, 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에 있다면, 이것은 채널 전송 오류가 허용하는 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 전송률을 단계적으로 올린다.Conversely, if the difference between the theoretical performance value and the measured performance value is within the predetermined effective reference range, it is determined that the channel transmission error exists within the allowable range, and the transmission rate is increased step by step.
전송률을 올렸을 때에도 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값을 계속 측정하고, 이 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에 있다면 다시 전송률을 올리는 과정을 반복 시행한다.Even when the data rate is increased, the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is continuously measured, and if this difference is within the predetermined effective reference range, the process of raising the data rate is repeated.
계속 반복되는 비슷한 과정으로 이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 정해둔 기준유효범위 내에서 유지하면 전송률을 더 이상 조정하지 않고, 현 상태로 일정하게 유지한다.In a similar process that is repeated continuously, if the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is maintained within the predetermined effective reference range, the data rate is not adjusted any more and is kept constant as it is.
전술한 바와 같이, 본 발명은 채널 적응 전송 방법을 실행하기 위해서 도 1에서 표현한 세 개의 영역을 지정하여 수준별로 링크 적응 기법을 적용하는 예를 설명한다.As described above, the present invention describes an example of applying the link adaptation technique for each level by designating the three regions shown in FIG. 1 in order to execute the channel adaptive transmission method.
도 1에서는 4개의 이론성능값을 나타내는 수준 값이 있는데, 수준-1의 값은 주변에 위치한 이웃 단말의 개수를 예측하여 채널 오류가 없는 것으로 가정했을 때 이론적으로 획득 가능한 이론성능값이며, 수준-2의 값은 데이터 전송률을 r이라고 가정했을 때 이론성능값으로 허용 가능한 범위의 상단을 의미하고, 수준-3은 데이터 전송률을 r이라고 가정했을 때 허용 가능한 범위의 하단을 의미한다. In FIG. 1, there are level values representing four theoretical performance values. The level-1 value is a theoretical performance value theoretically obtainable when it is assumed that there is no channel error by predicting the number of neighboring terminals located in the vicinity, and the level- A value of 2 means the upper end of the allowable range as a theoretical performance value when the data rate is assumed to be r, and level-3 means the lower end of the allowable range when the data rate is assumed to be r.
또한 수준-3 이하로 성능이 떨어지면 전송률을 낮추어서 네트워크 성능을 실측하기 시작하며, 이때 수준-1, 수준-2, 수준-3은 새롭게 적용된 전송률을 기반으로 다시 적용될 수 있다.In addition, when the performance falls below level-3, the network performance is measured by lowering the transmission rate. At this time, level-1, level-2, and level-3 can be applied again based on the newly applied transmission rate.
앞서 설명한 수준을 기준으로 전송률을 조정하는 예를 설명하면, 먼저 실측성능값이 수준-1과 수준-2 사이에 있거나 혹은 수준-1보다 높은 영역에 있다면 전송률을 올린다.An example of adjusting the data rate based on the level described above is described. First, if the measured performance value is between level-1 and level-2 or is higher than level-1, the data rate is increased.
또한, 실측성능값이 수준-2와 수준-3 사이에 있다면 현재의 전송률을 유지하며 수준-3보다 낮다면 전송률을 낮추어 채널의 변화에 대응함으로써, 적절한 수준에 맞게 링크 적응 기법을 적용하여 전송률을 조정할 수 있는 것이다.In addition, if the measured performance value is between level-2 and level-3, the current data rate is maintained, and if it is lower than level-3, the data rate is adjusted by applying a link adaptation technique to the appropriate level by lowering the data rate to respond to channel changes. that can be adjusted.
도 2는 채널 경쟁하는 복수의 단말의 전송 과정을 보여주는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a transmission process of a plurality of terminals in channel contention.
도 2를 참조하여 전술한 프리징 동작 중인 단말은 자신의 프리징 동작 횟수를 이용하여 자신의 주변에 위치한 이웃 단말의 개수를 추정하는 예를 설명하면, 다음과 같다.An example of estimating the number of neighboring terminals located in the vicinity of the terminal during the freezing operation described above with reference to FIG. 2 by using the number of its freezing operation will be described as follows.
우선 도 2에 도시된 바와 같이, 단말이 A, B, C 등 세 개가 존재하며, 모든 단말은 데이터를 전송하기 위한 동작을 실행하고 있다. First, as shown in FIG. 2 , there are three terminals A, B, and C, and all terminals are performing an operation for transmitting data.
단말 A는 데이터를 전송한 후 다음 데이터 전송에 필요한 채널 점유를 위해 채널 접근 시간 동안 백오프 동작의 일부로써, 프리징 동작을 실행한다. After transmitting data, terminal A executes a freezing operation as part of a backoff operation during the channel access time to occupy a channel necessary for the next data transmission.
이때 단말 B가 데이터를 전송하기 시작하면 단말 A와 단말 C는 프리징 동작을 실행한다. At this time, when the terminal B starts to transmit data, the terminal A and the terminal C perform a freezing operation.
마찬가지로 단말 C가 데이터 전송을 시작하면 단말 A와 단말 B는 프리징 동작을 실행한다. 프리징 동작 중에는 프리징 동작 중인 단말이 슬롯 단위의 단위시간으로 프리징 동작이 수행될 때마다 자신의 누적된 프리징 동작 횟수를 카운팅한다.Similarly, when terminal C starts data transmission, terminal A and terminal B perform a freezing operation. During the freezing operation, the terminal in the freezing operation counts its own accumulated number of freezing operations whenever the freezing operation is performed in the unit time of the slot unit.
단말 B는 두 번 데이터 전송을 실행하였고, 단말 C는 한 번 데이터 전송을 실행하였다.Terminal B performed data transmission twice, and terminal C performed data transmission once.
그러므로 단말 A가 데이터 전송과 다음 데이터 전송 사이에 총 3번 프리징 동작을 실행하고 누적된 프리징 동작 횟수를 카운팅하게 된다. Therefore, the terminal A executes a total of three freezing operations between data transmission and the next data transmission, and counts the accumulated number of freezing operations.
결과적으로 단말 A는 주변에 이웃 단말이 총 3개의 단말이라고 추정할 수 있다.As a result, it can be estimated that terminal A has a total of three neighboring terminals.
한편, 무선랜의 채널 접근 방식은 긴 시간 동안 반복하게 되면 모든 단말이 채널에 접근하는 기회가 동일하게 주어지게 되고, 상술한 바와 같은 실시예를 계속 반복하게 되면 단말 A는 결국 주변에 인접한 이웃 단말이 두 개 존재하는 것으로 추정하게 된다. On the other hand, if the channel access method of the WLAN is repeated for a long time, all terminals are given the same opportunity to access the channel. It is assumed that these two exist.
이와 같이 누적해서 카운팅된 프리징 횟수를 이용하여 평균적인 이웃 단말의 개수를 추정할 수 있으며, 또한 추정된 이웃 단말의 개수를 이용하여 채널 경쟁에 참여하는 단말들의 이론적인 전송 예측값인 이론성능값을 판단할 수 있는 기준을 제공해주는 것이다.The average number of neighboring terminals can be estimated using the accumulated and counted number of freezing, and the theoretical performance value, which is a theoretical transmission prediction value of terminals participating in channel contention, is obtained using the estimated number of neighboring terminals. It provides a basis for judging.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 적응 전송 방법의 순서도이다.3 is a flowchart of a channel adaptive transmission method according to an embodiment of the present invention.
무선 통신 환경에서 복수의 단말이 데이터 전송을 위한 채널 적응 전송 방법은, 다음의 단계들을 수행할 수 있다.The channel adaptive transmission method for a plurality of terminals to transmit data in a wireless communication environment may perform the following steps.
먼저, 무선 통신 단말이 데이터 전송시 채널 오류 여부를 판단하기 위해 이론적인 채널 전송에 대한 이론성능값을 산출한다(S10).First, the wireless communication terminal calculates a theoretical performance value for the theoretical channel transmission in order to determine whether there is a channel error during data transmission (S10).
또한, 무선 통신 단말의 채널 상에서 데이터 전송시 실제로 측정된 실측성능값을 산출한다(S20).In addition, an actual measured performance value is calculated when data is transmitted on the channel of the wireless communication terminal (S20).
이후 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정한다(S30).Thereafter, by comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, it is determined whether there is a channel error, and the transmission rate is adjusted by the difference value (S30).
이때, 복수의 수준값을 정하고, 수준값을 기준으로 이론적인 전송 성능을 구분하며, 이를 이용하여 실측성능값의 차이를 비교하여 전송률을 조정할 수 있다(S40).In this case, a plurality of level values may be determined, theoretical transmission performance may be classified based on the level value, and the transmission rate may be adjusted by comparing differences in actual measurement performance values using this (S40).
나아가, 상술한 채널 적응 전송 방법은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 실행되어 수행될 수 있다.Furthermore, the above-described channel adaptive transmission method may be executed and performed by a computer program stored in a computer-readable storage medium.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 컴퓨터 프로그램은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. In addition, the computer program according to an embodiment of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable storage medium. The computer-readable storage medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and available to those skilled in the art of computer software.
컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리, SSD(Solid State Drive) 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Examples of the computer-readable storage medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and floppy disks. magneto-optical media, such as, and hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, solid state drive (SSD), and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
또한 본 발명에서 사용되는 컴퓨터 또는 컴퓨터 프로그램과 같은 구성은 이동통신 단말기의 형태가 스마트폰과 같이 변형되며, 컴퓨팅 파워가 획기적으로 커짐에 따라, 스마트폰 또는 스마트폰에서 실행되는 어플리케이션과 같은 의미로도 사용될 수 있다.In addition, the configuration such as a computer or computer program used in the present invention is transformed like a smartphone in the form of a mobile communication terminal, and as computing power increases dramatically, it is also used in the same meaning as a smartphone or an application executed on a smartphone. can be used
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it can be done.
Claims (7)
단말이 데이터 전송시 채널 오류 여부를 판단하기 위해 이론적인 채널 전송에 대한 이론성능값을 산출하는 단계;
단말의 데이터 전송시 실제로 측정된 실측성능값을 산출하는 단계; 및
상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정하는 단계를 포함하되,
상기 이론성능값은,
채널 경쟁에 참여하는 이웃 단말의 개수를 추정하고 추정된 이웃 단말의 개수에 대응하여 채널 오류로 인하여 발생하는 이론적인 전송 성능 예측값이며,
상기 이웃 단말의 개수 추정은
하나의 단말이 데이터 전송을 위해서 채널 점유시, 채널 점유한 해당 단말을 제외한 나머지 단말은 채널 접근을 위한 백오프로서 프리징 동작을 수행하고, 상기 프리징 동작을 수행하는 단말이 채널 점유한 해당 단말이 데이터를 전송한 시점부터 다음 전송시까지 슬롯 단위의 단위시간마다 프리징 동작을 수행해서, 설정시간 동안 누적된 자신의 프리징 동작 횟수를 카운팅하여 추정할 수 있으며,
상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교 시, 수준-1, 수준-2 및 수준-3을 포함하는 이론성능값을 나타내는 수준 값을 설정하고,
상기 실측성능값이 수준-1과 수준-2 사이에 있거나 혹은 수준-1보다 높은 영역에 있다면 전송률을 올리고,
상기 실측성능값이 수준-2와 수준-3 사이에 있다면 현재의 전송률을 유지하며 수준-3보다 낮다면 전송률을 낮추어 채널의 변화에 대응함으로써, 적절한 수준에 맞게 링크 적응 기법을 적용하여 전송률을 조정할 수 있는 것을 특징으로 하는 채널 적응 전송 방법.
In a channel adaptive transmission method for data transmission by a plurality of terminals in a wireless communication environment,
calculating, by the terminal, a theoretical performance value for theoretical channel transmission to determine whether there is a channel error during data transmission;
calculating actually measured performance values during data transmission of the terminal; and
Comprising the step of comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value to determine whether there is a channel error, and adjusting the data rate by the difference value,
The theoretical performance value is,
It is a theoretical transmission performance prediction value generated due to a channel error in response to estimating the number of neighboring terminals participating in channel contention and corresponding to the estimated number of neighboring terminals,
The estimation of the number of neighboring terminals is
When one terminal occupies a channel for data transmission, the remaining terminals except for the corresponding terminal occupying the channel perform a freezing operation as a backoff for channel access, and the terminal occupied by the terminal performing the freezing operation From the time this data is transmitted to the next transmission, the freezing operation is performed at each slot unit time, and it can be estimated by counting the number of own freezing operations accumulated during the set time.
When comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, a level value representing the theoretical performance value including level-1, level-2, and level-3 is set,
If the measured performance value is between level-1 and level-2 or is higher than level-1, the transmission rate is increased,
If the measured performance value is between level-2 and level-3, the current transmission rate is maintained, and if it is lower than level-3, the transmission rate is adjusted by applying a link adaptation technique to the appropriate level by lowering the transmission rate to respond to channel changes. Channel adaptive transmission method, characterized in that possible.
상기 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 채널 오류 여부를 판단하고, 차이값만큼 전송률을 조정하는 단계는,
차이값이 클수록 낮은 전송률로 조정하여 데이터를 전송하며,
데이터 전송 후 다시 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 차이값을 단계적으로 줄일 수 있도록 전송률을 조정하는 것을 특징으로 하는 채널 적응 전송 방법.
The method of claim 1,
Comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value, determining whether there is a channel error, and adjusting the data rate by the difference value,
The larger the difference, the lower the transmission rate and the data is transmitted.
A channel adaptive transmission method, characterized in that after data transmission, the data rate is adjusted to reduce the difference in stages by comparing the difference between the theoretical performance value and the actual performance value again.
데이터 전송 후 다시 이론성능값과 실측성능값의 차이를 비교하여 차이값을 단계적으로 줄일 수 있도록 전송률 조정시,
이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 커서 미리 정해둔 기준유효범위를 벗어나면, 채널 전송 오류가 많은 것으로 판단하여 전송률을 단계적으로 낮추는 과정을 반복 수행하며,
이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에 있다면, 이것은 채널 전송 오류가 허용하는 범위 내에 존재하는 것으로 판단하고, 전송률을 단계적으로 올리는 과정을 반복 수행하며,
이론성능값과 실측성능값 사이의 차이값이 미리 정해둔 기준유효범위 내에서 유지하면 전송률을 더 이상 조정하지 않고, 현 상태로 일정하게 유지하는 것을 특징으로 하는 채널 적응 전송 방법.
3. The method of claim 2,
After data transmission, compare the difference between the theoretical performance value and the actual performance value again and adjust the transmission rate so that the difference value can be reduced step by step,
If the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is large and out of the predetermined effective reference range, it is determined that there are many channel transmission errors and the process of lowering the transmission rate step by step is repeatedly performed,
If the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is within the predetermined effective reference range, it is determined that the channel transmission error exists within the allowable range, and the process of increasing the transmission rate step by step is repeatedly performed,
If the difference between the theoretical performance value and the actual performance value is maintained within a predetermined effective reference range, the transmission rate is not further adjusted and the current state is kept constant.
상기 이론성능값은
복수의 수준값을 정하고, 수준값을 기준으로 이론적인 전송 성능을 구분하며, 이를 이용하여 실측성능값의 차이를 비교하여 전송률을 조정하는 것을 특징으로 하는 채널 적응 전송 방법.
The method of claim 1,
The theoretical performance value is
A channel adaptive transmission method, characterized in that a plurality of level values are determined, theoretical transmission performance is classified based on the level values, and a data rate is adjusted by comparing differences in actual measurement performance values using this.
상기 프리징 동작을 수행하는 단말은,
설정시간 동안 누적하여 카운팅된 프리징 횟수를 계산한 평균값을 이용하여, 채널 경쟁에 참여하고 있는 평균적인 이웃 단말의 개수를 추정하는 것을 특징으로 하는 채널 적응 전송 방법.
The method of claim 1,
The terminal performing the freezing operation,
A channel adaptive transmission method, characterized in that the average number of neighboring terminals participating in channel contention is estimated by using an average value calculated by the number of freezing times accumulated and counted for a set time.
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