KR102410581B1

KR102410581B1 - 무선 통신 시스템에서 업링크 데이터 전송의 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102410581B1
Application number: KR1020150152360A
Authority: KR
Inventors: 임한나; 권기석; 박중신; 이주형; 이지철; 이진성; 이형호
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2015-10-30
Filing date: 2015-10-30
Publication date: 2022-06-17
Also published as: US10462793B2; US20170127402A1; KR20170050603A

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 제공될 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 무선 통신 시스템에서 윈도우 크기를 결정하는 방법 및 장치를 개시한다. 상기 방법은, 무선 링크 상의 단말의 업링크 전송 속도를 결정하는 과정과, 상기 업링크 전송 속도를 기반으로 상기 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 데이터 크기를 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정하는 과정과, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 업링크 데이터 전송의 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING UPLINK DATA TRANSMISSION IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 업링크(Uplink: UL) 데이터 전송을 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

4G(4th-generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th-generation) 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 포스트(post) LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후의 시스템이라 불리고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive multi-input multi-output: 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.

무선 통신 기술의 발달에 따라 이동 개인 방송 서비스의 사용자가 날로 증가하고 있다. 이동 개인 방송 서비스에서 무선 단말의 사용자는 무선 단말의 카메라를 이용하여 촬영한 영상을 실시간으로 방송한다. 영상 데이터의 전송은 통상적인 인터넷 서비스와 유사하게 전송 제어 프로토콜(Transmission Control Protocol: TCP)를 사용할 수 있다.

이러한 이동 개인 방송 서비스를 위해, 무선 단말은 촬영중인 영상을 지속적으로 업링크(Uplink: UL)를 통해 방송 서버에 전송한다. 방송 서비스는 그 특성상 영상의 실시간 전송이 매우 중요하며, 이러한 지속적인 데이터 전송으로 인해 무선 단말에서는 과도한 배터리 소모가 발생하게 될 수 있다. 따라서 방송 서비스를 제공하면서 무선 단말의 배터리 소모를 감소시키기 위한 기술을 필요로 하게 되었다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 전송을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 무선 통신 시스템에서 단말의 업링크 전송을 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 업링크(Uplink: UL)의 인터넷 전송을 위한 초기 윈도우 값을 결정하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 단말의 업링크 전송 속도(UL data rate)를 고려하여 인터넷 전송을 위한 초기 윈도우 값을 조절하는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명은 인터넷 속도 제한에 의한 업링크 전송 속도의 저하 문제를 해결하여, 업링크 데이터 전송 시 발생하는 소모 전력을 감소시키는 방법 및 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법은; 무선 통신 시스템에서 윈도우 크기를 결정하는 방법에 있어서, 기지국으로부터 수신된 자원 할당 정보에 의해 단말에게 할당된 시간-주파수 자원의 자원 블록 개수(nRB)와 변조 및 부호화 방식(MCS)을 식별하는 과정과, 여기서 상기 MCS는 상기 단말의 스루풋 자기상관을 기반으로 업데이트된 것이고, 상기 식별된 nRB 및 MCS에 대응하는 전송 블록 크기(TBS)를 기반으로 상기 단말의 업링크 전송 속도를 결정하는 과정과, 상기 업링크 전송 속도를 기반으로 상기 단말과 상기 기지국 간의 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 전송 데이터 크기를 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정할지 판단하는 과정과, 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기가 상기 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션의 최대 전송 데이터 크기와 동일한 것으로 결정된 경우, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하는 과정을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 무선 통신 시스템에서 윈도우 크기를 결정하는 단말 내의 장치에 있어서, 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정하는 제어기와, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하는 송신기를 포함하고, 상기 제어기는, 기지국으로부터 수신된 자원 할당 정보에 의해 상기 단말에게 할당된 시간-주파수 자원의 자원 블록 개수(nRB)와 변조 및 부호화 방식(MCS)을 식별하고, 여기서 상기 MCS는 상기 단말의 스루풋 자기상관을 기반으로 업데이트된 것이고, 상기 식별된 nRB 및 MCS에 대응하는 전송 블록 크기(TBS)를 기반으로 상기 단말의 업링크 전송 속도를 결정하고, 상기 업링크 전송 속도를 기반으로 상기 단말과 상기 기지국 간의 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 전송 데이터 크기를 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정할지 판단하고, 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기가 상기 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션의 최대 전송 데이터 크기와 동일한 것으로 결정된 경우, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성된다.

본 발명의 특정한 바람직한 실시예들의 상기에서 설명한 바와 같은 또한 다른 측면들과, 특징들 및 이득들은 첨부 도면들과 함께 처리되는 하기의 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템에서 단말과 서버 간의 연결을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 주기적인 업링크 데이터 전송을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 실제 업링크 데이터 전송의 일 예를 나타낸 것이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 업링크 데이터 전송의 오동작의 예들을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 제어 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 계산된 업링크 전송 속도를 기반으로 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 모뎀으로부터 일정 간격으로 무선 채널 정보를 획득하는 경우의 전송 동작을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 스루풋 자기상관을 고려하여 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 9는 단말의 시간별 스루풋 자기상관 값의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 10은 에이징 함수(aging function)를 적용한 CWND의 변화의 예들을 도시한 것이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 신호 측정치를 고려하여 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 WiFi 통신에서 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 윈도우 크기를 조절하는 단말 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
상기 도면들을 통해, 유사 참조 번호들은 동일한 혹은 유사한 엘리먼트들과, 특징들 및 구조들을 도시하기 위해 사용된다는 것에 유의해야만 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

본 개시의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, EPS(Evolved Packet System)/LTE 기반의 셀룰러 무선통신 시스템을 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 단말과 서버 간의 연결을 나타낸 도면이다. 여기에서는 인터넷 연결의 일 예로 TCP 세션을 도시하였다.

도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템은 단말(User Equipment: UE)(100), 기지국(evolved Node B: eNB)(102), 사업자 네트워크 내의 게이트웨이(gateway: GW)(104), 서버(106)를 포함한다. 여기서 서버(106)는 인터넷을 통해 사업자 네트워크와 연결될 수 있다.

단말(100)은 개인 방송 서비스를 전송하기 위해 서버(106)와 TCP 연결(110)을 설정한다. TCP는 종단 대 종단 프로토콜로서, TCP를 사용하여 한번에 전송할 수 있는 데이터의 양을 윈도우 크기라고 칭한다. 윈도우의 크기를 비롯한 TCP 관련 설정은 단말(100) 또는 서버(106)와 같은 종단에서 이루어진다. 단말(100)이 서버(106)로 영상 데이터를 전송하는 경우, 단말(100)은 윈도우 크기를 비롯한 TCP 관련 파라미터들을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 주기적인 업링크 데이터 전송을 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 단말, 구체적으로 단말에 설치된 개인 방송 어플리케이션(이하 단말이라 칭함)은, 업링크 데이터(즉 방송 영상 데이터)를 지속적으로 전송하는 대신, 간헐적으로 전송할 수 있다. 구체적으로 단말은, 일정 시간(210) 동안 업링크 데이터를 전송하고 나머지 시간(220) 동안 데이터를 전송하지 않는 휴지 시간을 가짐으로써, 배터리 소모를 감소 시킬 수 있다.

도시한 예에서, 단말은 사용자가 촬영한 영상 데이터를 3초(210) 동안 서버로 전송하고, 2초의 휴지 구간(220)을 가진 후, 다시 3초(210) 동안 전송하는 동작을 반복하여 수행할 수 있다. 2초의 휴지 구간(220) 동안 단말은 전송 배터리의 절약을 기대할 수 있다.

그러나, 개인 방송 어플리케이션에 의한 실제 영상 데이터의 전송은 도 1과 같은 전송 트래픽 형태를 보이지 않는다.

앞서 언급한 바와 같이 단말은 개인 방송 서비스를 위한 전송 프로토콜로서 TCP를 사용할 수 있다. TCP는 데이터 전송의 제어를 위해, 충돌 윈도우(congestion window: CWND라 칭함) 기반 메커니즘을 사용한다. 일 예로, TCP의 송신자(sender)는 초기 데이터 전송 시, 자신이 사용하는 통신 상태를 알지 못하기 때문에 수신자(receiver)에게 작은 양(즉 초기 CWND)의 데이터를 전송하며, 이후 수신자의 응답에 기반하여 전송하는 데이터의 양(즉 CWND 크기)을 차츰 증가시킨다. 다시 말하면, 단말은 초기 CWND를 작은 값으로 설정하고 상기 초기 CWND를 기반으로 데이터를 전송하기 시작한다.

초기 CWND는 유선 네트워크를 기반으로 하는 통상적인 TCP에 따라 정해지기 때문에, 무선 통신 시스템의 단말이 사용할 수 있는 최대 속도에 비해 상대적으로 매우 작게 설정될 수 있다. 또한, CWND 크기는 상기 초기 CWND로 시작하여, 수신자가 데이터 전송에 대해 응답하는 ACK를 기반으로 증가되기 때문에, 그 증가 속도가 늦다. 이로 인해, CWND 크기가 단말이 업링크 상에서 사용할 수 있는 최대 전송 속도까지 증가하는데 지연이 발생한다. 이러한 반응속도의 저하로 인해, 채널 품질의 변동이 실제 통신에 반영되기까지 지연이 발생한다.

도 3은 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 실제 업링크 데이터 전송의 일 예를 나타낸 것이다.

도 3을 참조하면, 단말이 업링크 데이터 전송을 위한 TCP 세션을 수립하고, 개인 방송 어플리케이션이 촬영한 방송 영상 데이터는 상기 TCP 세션을 통해 전송된다. 상기 TCP 세션의 초기 CWND는 단말의 실제 가능한 업링크 전송 속도에 비해 작은 값으로 설정되어 있기 때문에, CWND 크기가 단말의 최대 전송 속도까지 증가하는데 약 2.5초 이상이 걸린다. 즉, 단말은 도 2에서 3초 동안 전송할 것으로 기대한 방송 영상 데이터를 실제 3~4초 동안 전송하게 된다. 이로 인해, 배터리 소모 절감을 기대하는 휴지 구간(310)은 2초 이하로 감소할 수 있다.

단말이 데이터를 전송하지 않는 휴지 구간이 특정 시간 이상 발생하면, TCP는 CWND 크기를 초기 CWND로, 즉 작은 값으로 감소시킨다. 즉, 단말이 휴지 시간 이후 업링크 데이터를 전송하는 경우, 업링크의 최대 전송 속도에 도달하기까지 CWND 크기를 증가시키는 데 또 다시 오랜 시간이 걸린다. 이와 같이 낮은 초기 CWND 및 ACK 기반의 윈도우 제어로 인해, 전송 속도 증가가 빠르게 이루어지지 않는 경우, 단말의 업링크 데이터 전송에 저속 구간이 발생하게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 단말의 업링크 데이터 전송의 오동작의 예들을 도시한 것이다.

도 4a를 참조하면, 단말의 개인 방송 어플리케이션은 2초 간의 휴지 이후, 3초 동안의 방송 영상 데이터를 전송하지만, TCP의 저속으로 인해 상기 방송 영상 데이터는 실제로 8초 동안 휴지 기간 없이 전송된다.

도 4b를 참조하면, 단말의 개인 방송 어플리케이션은 2초 간의 휴지 이후 3초 동안의 방송 영상 데이터를 전송하지만, 마찬가지로 TCP의 저속으로 인해 실제 단말의 업링크 데이터 전송은 17초동안 이루어지며 2초의 매우 짧은 휴지 기간을 가지게 되어 단말의 배터리 절약이 실질적으로 불가능하게 된다.

후술되는 실시예들에서는 TCP 속도 제한에 의한 업링크 전송 속도의 저하 문제를 해결하여, 단말의 업링크 데이터 전송 시 발생하는 소모 전력을 감소시킬 수 있도록 한다.

후술되는 실시예들에서는 단말에서 TCP 세션의 수립 시 낮은 초기 윈도우 크기를 사용함으로써, 또한 단말이 데이터를 전송하지 않는 유휴 모드에서 CWND 크기를 초기 윈도우 크기로 감소시킴으로써, 발생하는 업링크 전송 속도의 저하 문제를 해결하여, 단말의 업링크 데이터 전송시 발생하는 소모 전력을 감소시킬 수 있다. 즉, 단말이 무선 채널 상태를 반영하여 설정된 CWND 크기를 사용하여 짧은 시간 내에 업링크 데이터 전송을 완료하도록 함으로써, 데이터 전송으로 인한 소모 전력을 감소시킬 수 있다.

후술되는 실시예들에서 단말은 업링크의 무선 채널 정보를 기반으로 TCP 전송을 제어하기 위한 윈도우 크기(CWND)를 결정한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 전송의 제어 동작을 나타낸 흐름도이다.

도 5를 참조하면, 과정 510에서 단말은 무선 채널 정보를 획득, 수집 혹은 식별한다. 상기 무선 채널 정보는 업링크 전송 속도를 계산하거나 추정되는데 사용될 수 있는 정보로서, 일 예로 기지국으로부터의 자원 할당, 업링크에 대한 측정, 다운링크에 대한 측정을 통해 얻어질 수 있다. 일 실시예로서 상기 무선 채널 정보는, 기지국으로부터 수신한 변조 및 부호화 방식(Modulation and Coding Scheme: MCS) 및 자원 블록 개수(the number of Radio Block: nRB), 채널 품질 지표 (Channel Quality Indication: CQI) 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예로서 상기 무선 채널 정보는, 수신 신호에 대한 측정 정보, 즉 참조 신호 수신 전력(Reference Signal Received Power: RSRP), 참조 신호 수신 품질(Reference Signal Received Quality: RSRQ) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

과정 515에서 단말은 상기 획득한 무선 채널 정보를 기반으로 업링크 전송 속도를 계산하거나 추정한다. 혹은 단말은 업링크 전송 속도를 지칭하는 파라미터를 계산할 수 있다.

과정 520에서 단말은 업링크 데이터를 전송할 목적지인 서버와 단말 간의 왕복 지연(Round-Trip Time: RTT)을 측정한다. 상기 RTT는 TCP 세션을 설정할 시 혹은 TCP 세션의 설정 도중에 통상적인 알고리즘에 따라 측정될 수 있다. 일 실시예로서 단말은 RTT의 측정을 생략할 수 있다.

과정 525에서 단말은 앞서 수집한 정보들, 즉 업링크 전송 속도 및 RTT를 기반으로 TCP 세션 상의 업링크 데이터 전송에 사용할 윈도우 크기, 즉 CWND를 계산한다. 일 실시예로서 단말은 무선 채널 상의 업링크 전송 속도를 고려하여 계산한 업링크로 전송 가능한 최대 데이터 크기를 CWND로 결정할 수 있다.

상기 CWND는 단말과 서버 간의 업링크 데이터 전송에 적용된다. 구체적으로 단말은 상기 CWND만큼의 데이터를 TCP 세션을 통해 전송하며, 상기 CWND는 TCP 통신 도중에 점차적으로 증가되거나 조절될 수 있다.

일 실시예로서 도 5와 같은 CWND의 결정은 TCP 세션이 유지되고 있는 동안 주기적으로 혹은 미리 정해지는 트리거 조건에 따라 수행될 수 있다.

이하에서는 단말에서 CWND를 계산하기 위한 다양한 실시예들을 설명할 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 계산된 업링크 전송 속도를 기반으로 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 6을 참조하면, 계산 블록(610)은 기지국으로부터 할당된 MCS 및 nRB를 기반으로 CWND를 계산한다. 도시된 계산 블록(610)은 일 실시예로서, 개인 방송 어플리케이션이 생성한 방송 영상 데이터를 서버에 전송하는 단말의 전송계층 (transport layer)에 포함되는 기능 블록이 될 수 있다. 예를 들어 안드로이드 운영체제를 탑재한 단말의 경우, 계산 블록(610)은 어플리케이션 프로세서(Application Processor: AP)로 구현될 수 있으며, 통신 프로세서(Communication Processor: CP)로 구현될 수 있는 모뎀으로부터 CWND의 계산에 필요한 정보를 획득할 수 있다.

단말의 모뎀이 기지국으로부터 MCS와 nRB에 대한 할당 정보를 수신하면, 계산 블록(610)은 모뎀으로부터 전달된 상기 MCS와 nRB를 기반으로 업링크 전송 속도를 계산하며, 상기 업링크 전송 속도를 기반으로 CWND를 결정한다. MCS 및 nRB에 대한 정보는 단말이 업링크 데이터 전송을 위해 자원 할당을 요청함으로써 기지국으로부터 단말로 전송되는 할당 정보에 포함된다.

MCS 및 nRB를 기반으로 업링크 전송속도가 계산되면, 계산 블록(610)은 서버와 단말 간에 측정된 RTT를 기반으로 CWND를 결정한다. 계산 블록(610)은 MCS 및 nRB를 통해 단말의 업링크 전송 속도, 즉 단말이 전송할 수 있는 데이터의 양을 계산할 수 있다. 제시되는 동작은 예를 들어 단말의 TCP 세션 생성 시 CWND결정을 위해, 또한 데이터 전송 유휴모드 후 데이터 전송을 시작할 때 CWND를 결정하기 위해 사용된다.

계산 블록(610)은 MCS 및 nRB에 따라 전송 가능한 데이터의 양을 나타내는 전송 블록 크기(Transport Block Size: TBS)를 도출한다.

구체적으로, 계산 블록(610)은 MCS에 해당하는 TBS 인덱스를 확인하고, 기지국으로부터 할당 받은 nRB를 상기 TBS 인덱스에 매핑하여 TBS를 결정한다. 상기 TBS는 업링크 전송속도로 사용된다. 일 실시예로서, TBS 결정은 LTE에서 TBS를 결정하는 알고리즘이 사용될 수 있다.

하기의 <표 1>은 MCS 인덱스에 대응하는 변조 차수(Modulation Order) 및 TBS 인덱스 간 매핑 표의 일 예를 나타낸 것이다. 계산 블록(610)은 하기의 <표 1>과 같은 매핑 표를 근거로, 기지국에 의해 할당된 MCS에 대응하는 TBS 인덱스를 식별할 수 있다.

MCS Index	Modulation Order	TBS Index
0	2	0
1	2	1
2	2	2
3	2	3
4	2	4
5	2	5
6	2	6
7	2	7
8	2	8
9	2	9
10	4	9
11	4	10
12	4	11
13	4	12
14	4	13
15	4	14
16	4	15
17	6	15
18	6	16
19	6	17
20	6	18
21	6	19
22	6	20
23	6	21
24	6	22
25	6	23
26	6	24
27	6	25
28	6	26
29	2	reserved
30	4
31	6

하기의 <표 2>는 TBS 인덱스에 매핑되는 nRB별 TBS의 일 예를 나타낸 것이다. 계산 블록(610)은 하기의 <표 2>와 같은 매핑 표를 근거로, TBS 인덱스와 기지국에 의해 할당된 nRB(1,2,...10)에 대응하는 TBS를 식별할 수 있다.

TBS Index	Transport block size
TBS Index	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
0	16	32	56	88	120	152	176	208	224	256
1	24	56	88	144	176	208	224	256	328	344
2	32	72	144	176	208	256	296	328	376	424
3	40	104	176	208	256	328	392	440	504	568
4	56	120	208	256	328	408	488	552	632	696
5	72	144	224	328	424	504	600	680	776	872
6	328	176	256	392	504	600	712	808	936	1032
7	104	224	328	472	584	712	840	968	1096	1224
8	120	256	392	536	680	808	968	1096	1256	1384
9	136	296	456	616	776	936	1096	1256	1416	1544
10	144	328	504	680	872	1032	1224	1384	1544	1736
11	176	376	584	776	1000	1192	1384	1608	1800	2024
12	208	440	680	904	1128	1352	1608	1800	2024	2280
13	224	488	744	1000	1256	1544	1800	2024	2280	2536
14	256	552	840	1128	1416	1736	1992	2280	2600	2856
15	280	600	904	1224	1544	1800	2152	2472	2728	3112
16	328	632	968	1288	1608	1928	2280	2600	2984	3240

계산 블록(610)은 RTT 측정부(도시하지 않음)에 의해 측정된 TCP 세션의 RTT를 제공받는다. RTT는 송신자인 단말이 수신자인 서버와 TCP 세션을 수립하는 절차를 통해 측정 가능하다. 또한, RTT는 서버와의 데이터 송수신 과정에서 지속적으로 업데이트될 수 있다.

계산 블록(610)은 상기 계산한 TBS 및 상기 RTT를 기반으로 CWND를 결정한다. 하기의 <수학식 1>은 CWND를 계산하기 위한 알고리즘의 일 예를 나타낸 것이다.

<수학식 1>에 나타낸 바와 같이, CWND는 MCS와 nRB의 행렬식(Matrix)으로서 결정된다. MCS와 nRB는 기지국에 의해 할당되는 값들로서, '0'보다 큰 값을 가진다. 상기 행렬식을 통해 결정되는 CWND는 TBS과 RTT를 곱한 값이 된다. 즉, 계산 블록(610)은 현재 무선 채널 상황에 따라 TCP 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 데이터 크기를 CWND로 결정한다. 상기 CWND는 TCP 세션에서 사용되는 MSS(Maximum Segment Size)의 단위로 표현된다. MSS는 TCP의 최대 세그먼트 크기를 의미한다. MSS의 값은 통신 사업자 별로 설정될 수 있으며, 이에 따라 기 설정된 MSS의 값이 CWND의 결정에 사용될 수 있다.

하기의 <표 3>은 RTT=100ms이고 MSS=1380인 경우, <수학식 1>의 CWND 결정 알고리즘에 따라 결정된 CWND의 값들을 나타낸 것이다. 여기에서는 nRB가 각각 2, 10, 50, 100 인 경우를 나타내었다.

MCS	nRB
MCS	2	10	50	100
0	2	19	100	202
1	4	25	130	263
2	5	31	161	332
3	8	41	207	416
4	9	50	263	523
5	10	63	318	635
6	13	75	374	746
7	16	89	449	885
8	19	100	505	1023
9	21	112	579	1148
10	24	126	635	1273
11	24	126	635	1273
12	27	147	718	1438
13	32	165	830	1661
14	35	184	939	1845
15	40	207	1023	2053
16	43	226	1106	2216
17	46	235	1190	2381
18	50	263	1329	2659
19	56	290	1438	2843
20	61	309	1550	3175
21	61	309	1550	3175
22	66	332	1661	3398
23	72	360	1845	3697
24	77	388	1984	3990
25	82	416	2053	4155
26	86	434	2216	4468
27	91	449	2297	4621
28	107	542	2659	5462

일 실시예로서, 도 6의 구성에서 계산 블록(610)은 MCS 및 nRB에 따라 업링크 전송속도를 계산하거나 추정하는 대신, MCS 및 nRB에 따라 CWND를 미리 정해진 값으로 결정할 수 있다.

본 실시예에서 계산 블록(610)은 업링크 전송속도를 정확히 계산하거나 추정하는 대신, MCS 및 nRB에 따라 CWND값을 정해진 값으로 결정한다.

계산 블록(610)은 모뎀으로부터 MCS 및 nRB에 대한 할당 정보를 수신하면, 상기 MCS가 속한 구간 및 상기 nRB에 대응하여 미리 정해진 CWND를 출력한다. 이를 위해 계산 블록(610)은 MCS 및 nRB에 대응하는 CWND의 값들에 대한 매핑 규칙 혹은 매핑 테이블을 미리 저장한다.

하기의 <표 4>는 CWND의 결정을 위한 MCS들의 구간 분할의 일 예를 나타낸 것이다.

	방법 1	방법 2	방법 3
MCS	index	index	modulation order	index
0	1	1	2	1
1			2
2			2
3			2
4			2
5	2		2
6			2
7		2	2
8			2
9			2
10	3		4	2
11			4
12		3	4
13			4
14			4
15	4		4
16			4
17		4	6	3
18			6
19			6
20	5		6
21		5	6
22			6
23			6
24			6
25	6	6	6
26			6
27			6
28			6

계산 블록(610)은 방법1, 방법2, 방법3 중 어느 하나에 따라 MCS에 대응하는 CWND의 값을 결정할 수 있다.

방법1에 따르면, 0~28까지의 MCS의 값들은 소정 간격으로 균등 분할될 수 있다. <표 4>의 예에서, MCS의 5개의 값들이 하나의 구간으로 정해질 수 있다. 따라서, MCS의 값들은 6개의 구간들로 나뉘어진다. 예를 들어, MCS=0, 1, 2, 3, 4는 하나의 구간이 되며, 상기 하나의 구간은 하나의 CWND의 값(CWND 인덱스=1)에 매핑된다. <표 4>에서 동일한 CWND의 값을 갖는 구간을 CWND 인덱스로 표시하였으며, CWND 인덱스에 대응하는 실제 CWND의 값은 미리 정해진다. CWND 인덱스로는, <표 4>에 예시한 바와 같이 구간에 따라 증가하는 숫자가 사용되거나, 또는 특정 문자가 사용될 수도 있다. <표 4>의 예에서 구간 간격은 5, 구간 개수는 6이 된다.

방법1에서, CWND를 얼마나 세밀하게 조정할 것인가에 따라, 구간 간격, 즉 CWND 인덱스들의 개수가 정해질 수 있다. 예를 들어, 구간 간격이 4인 경우, 구간 개수는 8개가 되며, CWND는 8개의 값들 중 하나의 값으로 결정된다. 구간 간격이 1인 경우, 구간 개수는 29가 되어, 보다 세밀한 CWND의 조절이 가능하다.

방법2에 따르면, 0~28까지의 MCS의 값들은 소정 간격으로 분할될 수 있다. <표 4>의 예에서, MCS는 6개의 구간들로 나뉘어지지만, 구간 간격을 균등하지 않을 수 있다. 예를 들면, MCS의 작은 값들은 보다 넓은 구간 간격을 가지며, MCS의 큰 값들은 보다 좁은 구간 간격을 가진다. 이는 MCS와 nRB별로 결정된 MCS의 값들을 참조할 때, MCS가 작은 값인 경우, CWND의 증가값/율이 MCS가 큰 값인 경우에 비해 작기 때문이다.

<표 4>를 참조하면, 1구간에는 7개의 MCS 의 값들 MCS=0,1,2,3,4,5,6이 포함되어 있으며, 4구간에는 4개의 MCS의 값들 MCS=17,18,19,20이 포함되어 있다. 즉 보다 작은 값의 MCS들은 보다 큰 구간 간격을 가지는 구간에 포함되고, 보다 큰 값의 MCS들은 보다 작은 구간 간격을 가지는 구간에 포함된다.

방법3에 따르면, MCS의 값들은 그 변조 차수에 따라 구간들로 구분된다. <표 1>을 참조하면, MCS=0,1,2,3,4,5,6,7,8,9는 2의 변조 차수를 가지며, MCS=10,11,12,13,14,15,16은 4의 변조 차수를 가지고, MCS=17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28은 6의 변조 차수를 가진다. 이와 같이 3개의 변조 차수들에 대응하는 3개의 구간들이 사용되고, 각 구간은 2, 4, 혹은 6의 변조 차수들을 가지는 MCS들을 포함하고 동일한 CWND의 인덱스에 매핑된다.

하기의 <표 5>는 MCS 구간에 대응하는 CWND를 결정하는 매핑 테이블의 일 예를 나타낸 것이다.

일 실시예로서 <표 4> 및 <표 5>의 방법1에 따르면, CWND는 디폴트 CWND에 CWND 인덱스를 곱하여 결정될 수 있다. 다른 실시예로서, CWND는 CWND 인덱스는 디폴트 CWND에 CWND 인덱스의 배수를 곱하여 결정될 수 있다. <표 5>에서 방법 1의 열(column)은 디폴트 CWND에 CWND 인덱스를 곱하여 정해진 CWND의 값들을 나타낸 것이다.

방법2에 따르면, CWND는 해당 구간의 최저 MCS에 해당하는 CWND의 값으로 결정될 수 있다. 예를 들어, MCS=9인 경우, CWND는 63으로 결정된다. 이는 단말이 해당 MCS로 전송 가능한 최대 전송 속도를 초과하는 데이터를 전송함으로써 발생하는 문제를 방지하기 위한 것이다. 즉, CWND 인덱스가 2인 구간의 CWND가 MCS=8에 대응하는 CWND=89로 정해진 경우, 실제 MCS가 6 혹은 7이라면 단말이 최대 전송 속도를 초과하는 데이터를 전송함으로써 데이터 손실 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한 이로 인해, RTT가 증가하거나, 데이터 재전송으로 인한 전력 소모가 발생하는 추가적인 문제들이 발생할 수 있다. 따라서 방법2에서는 해당 구간의 최저 MCS를 CWND를 결정하는데 이용한다.

한편, 할당된 MCS의 값이 해당 구간의 최대 값이라면, 단말이 최대 전송속도보다 낮은 전송 속도(즉 해당 구간의 최저 MCS에 해당하는 CWND)로 데이터를 전송함으로써 전력이득 감소의 문제가 발생할 수 있다. 이를 보완하기 위해, 다음의 <수학식 2>와 같이, MCS의 구간에 따라 결정된 CWND에 MCS에 따른 가중치를 반영할 수 있다.

여기서 CWND_index{index}는 각 구간의 기준 CWND를 의미한다. <표 5>를 참조하면, 구간 2에 대한 CWND_index{2}는 63이다.

MCS_current는 단말의 모뎀이 기지국으로부터 수신한 단말의 현재 MCS를 의미한다.

MCS_index는 각 구간의 기준 CWND에 대응하는 MCS를 의미한다. <표 5>를 참조하면, 구간 2의 MCS_index는 5이다.

γ 는 CWND_index가 MCS_current 의 업링크 전송속도를 반영하지 못하는 상황을 보완하기 위한 가중치를 의미한다. 일 실시예로서 γ는 해당 구간의 최대 CWND와 최저 CWND 간의 차이를, 그 구간을 구성하는 MCS들의 개수 또는 MCS들의 개수-1로 나눈 값으로 정해질 수 있다.

일 실시예로서 γ는 소정의 값으로 미리 정해질 수 있다. 일 실시예로서, γ의 값은 CWND가 MCS_current에 해당하는 최대 전송 속도를 초과하지 않도록 정해질 수 있다. 일 실시예로서 γ는 구간 별로 동일하게 혹은 독립적으로 정해질 수 있다.

일 예로서 MCS=11인 경우, 방법3을 적용하여 결정한 CWND(CWND=136)가 최대 전송 속도(CWND=126)를 초과할 수 있다. 이러한 상황에서, 계산 블록(610)은 이전 MCS에 해당하는 CWND를 사용하거나, 또는 CWND_index{index}를 사용할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 모뎀으로부터 일정 간격으로 무선 채널 정보를 획득하는 경우의 전송 동작을 나타낸 도면이다. 도시된 예에서 무선 채널 정보인 MCS는 1초 간격으로 수집된다.

도 7을 참조하면, 특정 시간 [time]에 업데이트된 MCS를 MCS_[time]이라고 할 때, 31초에 업데이트된 MCS는 MCS_31이다. 또한, 33초, 34초, 35초에 업데이트된 MCS는 각각 MCS_33, MCS_34, MCS_35으로 '0' 이다. 단말이 데이터 전송을 하기 위해 CWND를 결정하고자 하는 시점(710)이 35.2초 인 경우, 단말에서 현재 가용한 MCS는 '0' 이다. 즉, 단말은 35.2초의 시점(710)에서 가용한 무선 채널 정보를 알 수 없다.

하기에서는 단말이 마지막 업데이트된 '0'이 아닌 무선 채널 값을 CWND 결정에 사용하는 경우를 설명한다.

도 7을 참조하면, MCS는 32초에서 MCS_32로 업데이트 되고, 33초 및 34초에서 MCS는 업데이트 되지 않는다. 따라서 단말이 데이터를 전송하기 위해 CWND를 결정하고자 하는 시점(710)이 35.2 초인 경우, 단말은 3초 전의 무선 채널 정보인, MCS_32를 사용할 수 있다. 이와 같이 동작하는 경우, 무선 채널 정보를 업데이트 하는 주기/시간에 따라 또는 데이터 송수신이 없는 유휴 시간이 긴 경우, 단말이 CWND를 결정하는데 사용하는 MCS는 단말의 현재 실제 무선 채널과 큰 차이가 있을 수 있다. MCS의 신뢰성을 위해 무선 채널 정보의 업데이트 주기를 짧게 하는 경우, 계산 블록(610)이 모뎀으로부터 MCS 및 nRB와 같은 무선 채널 정보를 읽어오는 데 부하가 발생하고, 배터리 소모가 증가할 수 있다.

하기에서 단말은, 시간에 따른 스루풋 자기상관(Throughput autocorrelation)을 기반으로, 마지막 업데이트 된 '0'이 아닌 무선 채널 정보의 사용 여부를 결정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 스루풋 자기상관을 고려하여 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 8을 참조하면, 계산 블록(810)은 단말의 모뎀으로부터 유효한 MCS 및 nRB가 전달된 경우 도 6의 계산 블록(610)과 동일하게 CWND를 계산한다. 한편, 유효한 MCS 및 nRB를 획득하지 못하는 경우에 대응하기 위하여 스루풋 관리 블록(820)이 추가된다. 스루풋 관리 블록(820)은 계산 블록(810)과 마찬가지로 AP 내에 구현되거나 혹은 다른 프로세서에 구현될 수 있다.

스루풋 관리 블록(820)은 단말의 스루풋 자기상관 값을 추적 관리하여, 상기 단말의 스루풋 자기상관 값에 근거하여 모뎀으로부터 전달된 MCS 및 nRB가 유효한지, 즉 CWND의 계산에 사용 가능한지 여부를 판단한다. 여기서 스루풋 자기상관 값이란 단말이 현재의 스루풋을 유지할 확률을 나타내는 값이다.

도 9는 단말의 시간별 스루풋 자기상관 값의 변화를 나타낸 그래프이다.

도 9를 참조하면, 단말은 도시한 바와 같은 시간 별 스루풋 자기상관 값들을 가지는 스루풋 자기상관 테이블을 저장하고 있다. 상기 테이블에 근거하면, 기준 시점으로부터 5초 이후에(910) 단말의 스루풋 자기상관 값은 0.6이다. 이는, 기준 시점으로부터 5초 후에 단말이 상기 기준 시점의 스루풋을 유지하고 있을 확률이 60%임을 의미한다. 따라서 단말은 CWND를 결정하기 위해 기지국으로부터 가장 최근 수신한 0이 아닌 MCS 및 nRB를 사용할 수 있는지를 결정하기 위한 지표로서 상기 스루풋 자기상관 값을 사용한다. 즉, 상기 스루풋 자기상관 값은 MCS 및 nRB의 신뢰도가 된다.

단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 특정값 이하로 내려가지 않는 최대 시간을 T_threshold라 칭하기로 한다. 도 9를 참조할 때, 단말의 스루풋 자기상관 값이 특정 값인 0.6 이하로 떨어지지 않은 채 유지될 수 있는 최대 시간 T_threshold는 5초이다. 또한, 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간, 즉, 현재 시간과 무선 채널 정보가 마지막으로 업데이트된 시간의 차이를 T_nud(time for NotUpdatedDuration)라 칭하기로 한다. 도 7의 예를 참고하면, 0이 아닌 마지막 MCS인 MCS_32이 수신된 이후, CWND를 결정하고자 하는 시점인 35.2초(710)에서 T_nud는 3초(소수점 이하 절삭 혹은 반올림)가 된다. (T_nud = 35.2-32)

이상과 같이 스루풋 관리 블록(820)은 T_thresh를 결정하며, CWND를 결정하고자 하는 시점의 T_nud를 확인한다.

스루풋 관리 블록(820)이 스루풋 자기상관 테이블을 생성 및 관리하는 동작을 설명하면 하기와 같다.

일 실시예로서, 스루풋 관리 블록(820)은 시간 또는 위치에 기반하여 단말의 스루풋을 측정할 수 있다. 일 실시예로 단말의 스루풋은 주기적으로(regularly), 낮시간 동안(daytime), 피크시간 동안(peak time), 임의 시간에서 중 적어도 하나에 따라 측정될 수 있다. 일 실시예로 단말의 스루풋은, 셀/기지국(cell/eNB), 추적영역(Tracking Area: TA), 지리적 위치(geographical location) 등 중 적어도 하나 마다 측정될 수 있다. 단말은 상기와 같이 측정된 스루풋을 근거로 스루풋 자기상관 테이블을 생성 및 업데이트할 수 있다.

일 실시예로서, 스루풋 관리 블록(820)은 적어도 하나의 주변 단말로부터 스루풋 자기상관 테이블에 대한 정보를 획득하고, 획득된 정보를 기반으로 자신의 스루풋 자기상관 테이블을 업데이트한다. 상기 주변 단말(들)로부터의 획득은 일 예로서 D2D(Device to Device) 통신을 사용할 수 있다. 아래는 스루풋 자기상관 테이블에 대한 정보를 전달하는 D2D 메시지의 예들을 나타낸 것이다.

- ThroughputAutocorrelation Information Broadcast (Throughput autocorrelation information)

- ThroughputAutocorrelation Information Request / Response (Throughput autocorrelation information)

일 실시예로서, 단말1은 D2D 방송 메시지인 ThroughputAutocorrelation Information Broadcast [Throughput autocorrelation information] 를 방송하며, 상기 메시지에 자신의 스루풋 자기상관 테이블을 나타내는 스루풋 자기상관 정보를 포함시킨다. 단말1의 주변에 위치한 단말2는 상기 메시지를 기반으로 자신의 스루풋 자기상관 테이블을 업데이트하며, 이후 업데이트한 스루풋 자기상관 테이블에 대한 정보를 D2D 방송 메시지에 실어 방송할 수 있다.

일 실시예로서, 단말1은 주변에 위치한 단말2에게 D2D 메시지인 ThroughputAutocorrelation Information Request를 전송하여, 스루풋 자기상관 정보를 요청한다. 단말2는 단말1에게 자신의 스루풋 자기상관 정보를 실은 D2D 메시지 ThroughputAutocorrelation Information Request [Throughput autocorrelation information] 를 전송할 수 있으며, 단말1은 상기 수신한 메시지를 기반으로 자신의 스루풋 자기상관 테이블을 업데이트한다.

일 실시예로서, 스루풋 관리 블록(820)은 단말에서 측정한 스루풋에 대한 정보(이하 스루풋 정보라 칭함)를 스루풋 관리를 담당하는 서버에 전송한다. 서버는 상기 단말(및 다른 단말들)로부터 수신한 정보를 기반으로 스루풋 자기상관 테이블을 생성 및 업데이트한다. 상기 스루풋 자기상관 테이블은 서버로부터 단말에게 전송되고, 단말은 상기 스루풋 자기상관 테이블을 저장한다.

하기의 <표 6>은 스루풋 자기상관 테이블의 예를 나타낸 것으로서, 4G의 셀 글로벌 식별자(Enhanced Cell Global Identifier: ECGI) ID, TA 식별자(TA Identity: TAI), 지리적 위치, 피크 시간에 따른 시간별 스루풋 자기상관 값들을 포함할 수 있다.

T_nud	ECGI ID	TAI	지리적 위치	피크 타임
100ms	0.99	0.98	0.99	0.98
200ms	0.98	0.96	0.98	0.96
300ms	0.95	0.96	0.95	0.96
…	…	…	…	…

여기서 ECGI ID는 LTE 시스템에서 단말이 위치한 셀의 식별자(identity)를 의미하며, TAI는 LTE 시스템의 추적 영역(TA)를 식별한다. 피크 타임은 하루 중 단말의 무선 트래픽 사용량이 최고치인 시간으로서, 일 예로 18:00~20:00이 될 수 있다.

단말의 스루풋 관리 블록(820)은 <표 6>과 같은 정보를 기반으로, 현재 시간 또는 위치 등에 따라, 기준이 되는 스루풋 자기상관 값 및 그에 관련된 T_threshold를 결정한다.

스루풋 관리 블록(820)은 상기와 같이 결정된 T_threshold를 T_nud와 비교하고 그 결과를 계산 블록(810)으로 전달한다.

T_nud < T_thresh 인 경우, 계산 블록(810)은 마지막으로 업데이트된 '0'이 아닌 무선 채널 정보(즉 MCS)를 사용하여 CWND를 결정한다. CWND의 결정을 위해서는 일 실시예로서 앞서 언급한 <수학식 1>이 사용될 수 있다.

T_nud >= T_thresh 인 경우, 계산 블록(810)은 유효한 MCS 및 nRB가 존재하지 않는다고 판단하고, 가장 최근 사용한 CWND인 CWND_latest를 이용하여 CWND를 결정한다. 일 실시예로서 CWND_latest는 가장 최근에 계산된 CWND가 되거나 혹은 TCP 통신에 실제로 사용된 CWND가 될 수 있다. 또한 계산 블록(810)은 시간 뿐 아니라 무선 채널 상태의 변화를 CWND의 결정에 반영하기 위해, 채널품질정보(Channel Quality Information: CQI) 변화를 이용한다. 여기서 CQI는 다운링크의 채널 상태를 나타내는 정보로서 단말에서 다운링크 채널의 신호에 대해 측정될 수 있다.

일 실시예로서, T_nud >= T_thresh 인 경우, 단말은 CWND_latest에 CQI 변화 및 T_nud를 적용하여 하기 <수학식 3>과 같이 CWND를 결정한다.

상기 <수학식 3>에 근거하면, CWND는 CWND_latest와 CWND_default의 차이에, 시간 차이 및 무선 채널 변경이 적용된 가중치를 적용하고 CWND_default를 더하여 결정된다.

여기서 CWND_latest는 가장 최근/마지막에 사용된 CWND를 나타낸다.

CWND_default는 단말이 임의로 설정한 값으로서, 일 예로 TCP 알고리즘에서 결정하는 초기 CWND(e.g. 4 MSS, 10 MSS, 등)가 될 수 있다.

t_latest는 CWND_latest를 결정한 시간을 나타낸다.

k=f{CQI}는 CQI의 함수를 의미한다.

현재 CQI(이하 CQI_current라 칭함)가 가장 최근 측정한 CQI(이하 CQI_latest라 칭함)보다 큰 경우, 단말은 무선 채널 상태가 좋아진 것으로 추정(estimation)하고, f{CQI}를 CQI에 따라 증가하는 값 혹은 함수(즉 증가값 혹은 증가 함수)로 결정한다.

현재 CQI (CQI_current)이 가장 최근 측정한 CQI (CQI_latest) 보다 크지 않은 경우, 단말은 무선 채널 상태가 나빠진 것으로 추정하고, f{CQI}를 CQI에 따라 감소하는 값 혹은 함수(즉 감소값 혹은 감소 함수)로 결정한다.

<수학식 3>에서 고려되는 값들 및 파라미터들은 단말의 프로세싱 성능 등에 따라, 다른 값/파라미터로 대체될 수 있다. 예를 들어, CWND_latest와 CWND_default 간의 차이에 가중치를 적용하기 위해 곱해지는 지수 항목(exponential term)은 2 제곱 항목으로 치환될 수 있다.

도 10은 에이징 함수(aging function)를 적용한 CWND의 변화의 예들을 도시한 것이다.

도 10을 참조하면, 제1 곡선(1010)은 CQI_current가 CQI_latest보다 큰 경우의 CWND 변화를 나타낸 것으로서 특정 구간 내에서 CWND가 증가함을 알 수 있다. 제2 곡선(1020) 및 제3 곡선(1030)은 CQI_current가 CQI_latest보다 작은 경우의 CWND 변화를 나타낸 것으로서, CWND가 시간에 따라 감소하는 형태를 가진다.

구체적으로 제1 곡선(1010)을 설명하면, CQI_current가 CQI_latest보다 큰 경우, T_nud가 특정 시간 미만인 동안(예를 들어 10초 미만), CWND는 CWND_latest보다 큰 값이 된다. 그러나, T_nud가 상기 특정 시간 미만이 아닌 경우, CQI_current이 비교적 크다 하더라도 무선 채널 상태의 변화를 보장할 수 없기 때문에 CWND는 CWND_latest보다 작은 값이 된다.

제2 곡선(1020) 및 제3 곡선(1030)을 설명하면, CQI_current가 CQI_latest보다 작은 경우, CWND는 시간에 따라 감소한다. 그러나, 본 발명의 실시예에서, CWND는 기존 TCP 프로토콜에서처럼 작은 값으로(예를 들어 초기 CWND로) 급격하게 감소하지 않는다. 따라서, 데이터 전송의 유휴 모드 이후 최대 전송 속도까지 CWND가 증가되는데 긴 시간이 걸리는 것을 방지할 수 있다.

<수학식 3>의 알고리즘을 적용하면, 업링크 데이터 전송 시 발생하는 전송속도의 저하를 방지할 수는 있으나, 어플리케이션 프로세서가 모뎀으로부터 MCS 및 nRB와 같은 무선 채널 정보를 읽어오는 부하는 여전히 존재한다. 따라서, MCS 및 nRB와 같은 유효한 무선 채널 정보를 획득하지 못하거나, 혹은 무선 채널 정보의 업데이트 시간이 특정 시간 이상 초과한 경우에 CWND를 결정하기 위한 기술이 필요하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 수신 신호 측정치를 고려하여 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 11을 참조하면, 계산 블록(1110)은 다운링크 신호로부터 획득한 RSRP(reference signals received power)와 RSRQ(reference signals received quality)를 기반으로 업링크 전송 속도를 추정하며, 상기 업링크 전송 속도를 기반으로 CWND를 결정한다. 일 실시예로서, 이러한 알고리즘은 무선 채널 상태를 결정하는데 필요한 MCS 및 nRB와 같은 기지국의 자원 할당 정보가 존재하지 않거나 유효하지 않은 경우에 사용될 수 있다. 일 실시예로서, 계산 블록(1110)은 RSRP를 기반으로 단말의 셀(cell) 내 위치를 구분하고, RSRQ를 기반으로 CWND를 결정한다.

RSRP는 링크 품질 지시자(link quality indicator)로서, 낮은 값일수록 허용 전송률이 낮다. RSRQ는 전력 비(power ratio)를 나타내며, 셀 부하 및 간섭량을 반영한 지표로 활용될 수 있다. 일 예로서 안드로이드 운영체제를 탑재한 단말의 경우, 이와 같은 RSRP 및 RSRQ는 모뎀 혹은 수신 회로로부터 어플리케이션 프로세서 내의 계산 블록(1110)으로 전달될 수 있다.

먼저, 계산 블록(1110)은 현재 RSRP (RSRP_current)를 미리 정해지는 임계값 (RSRP_threshold)과 비교하여, 셀 내 단말이 위치한 현재 영역이 약전계인지 강전계인지를 결정할 수 있다. 약전계로 판단된 경우(즉 RSRP_current < RSRP_threshold), 계산 블록(1110)은 단말의 업링크 전송속도가 특정값 이하로 낮을 것이라 예측하고, 단말의 프로세싱 부하를 줄이기 위해 미리 정해진 값으로 CWND를 결정한다. 일 실시예로서, 약전계의 경우, CWND는 미리 정해지는 값인 CWND_default로 결정될 수 있다. 강전계로 판단된 경우(즉 RSRP_current >= RSRP_threshold), 계산 블록(1110)은 RSRQ를 이용하여 단말의 업링크 전송속도를 추정하고 추정된 업링크 전송속도를 기반으로 CWND를 결정한다. 이상과 같이, MCS나 nRB와 같은 무선 채널 정보를 확보하지 못한 경우, CWND는 RSRQ에 기반한 무선 채널 상태 추정(estimation)과 RTT를 이용하여 결정될 수 있다.

일 실시예로서, RSRP_threshold는 단말의 핸드오버 파라미터를 참조하여 정해질 수 있다. 즉, 단말이 기지국으로부터 수신한 핸드오버를 위한 기준 RSRP가 -120 dBm인 경우, 단말은 -120dBm을 RSRP_threshold로 정할 수 있다. 여기서 기준 RSRP는 단말이 핸드오버가 필요하다고 판단하는 기준 값을 의미할 수 있다.

약전계로 판단된 경우, 계산 블록(1110)은 단말이 셀 경계에 위치해 있다고 간주하고, CWND를 미리 정해지는 CWND_default로 결정한다. 일 실시예로 CWND_default는 기존의 TCP 알고리즘에서 사용되는 초기 값이 된다. 일 실시예로 CWND_default는 하기 <수학식 4>와 같이 셀 경계 관련 값을 기반으로 결정될 수 있다.

<수학식 4>에서 Cell Edge target throughput 은 단말이 사용하는 액세스 네트워크의 셀 경계에서 지원하는 전송 속도(data rate)를 기반으로 정해지는 값으로서, 단말의 액세스 네트워크에 따라 결정된다. Target delay는 단말이 현재 위치한 네트워크의 RTT로서, 단말에 의해 측정되거나 혹은 서버로부터 제공받을 수 있다.

RSRP_current >= RSRP_threshold 인 경우, 단말은 하기의 <수학식 54>와 같이 CWND를 결정할 수 있다.

계산 블록(1110)은 <수학식 1>의 MCS 및 nRB 대신 k*R(t) 를 기반으로 CWND를 결정한다. k는 미리 정해지는 상수이며, R(t)는 단말이 CWND를 결정하고자 하는 시간에 현재 RSRQ 및 과거 RSRQ를 기반으로 추정한 업링크 전송속도이다. R(t-1) 은 과거(t-1)에 추정된 업링크 전송 속도를 의미한다. f{RSRQ}는 현재 RSRQ를 기반으로 예측된 업링크 전송 속도에 관련된 값이다. 일 실시예로서 f{RSRQ}는 단말에 저장된 RSRQ와 MCS의 매핑 테이블을 참조로, 현재 RSRQ에 매핑되는 MCS에서 최대로 전송 가능한 TBS로 정해질 수 있다.

S_RTT(t)는 인터넷 링크에서 혼잡 발생이 없음을 가정한 경우, 해당 네트워크의 최소 RTT가 될 수 있다. 다른 실시예로서 S_RTT(t)는 소정 구간의 평균 RTT가 될 수도 있다. 상기 최소 혹은 평균 RTT는 단말에 의해 측정되고 저장될 수 있다.

단말이 기지국으로부터 자원을 할당 받아 데이터를 전송하는 셀룰러 무선통신과는 달리, WiFi 통신에서는 충돌(contention) 기반의 자원 할당이 사용된다. 즉, LTE 통신에서 단말은 기지국으로부터 할당된 nRB를 기반으로 단말이 업링크를 통해 전송할 수 있는 데이터의 양(즉 업링크 전송 속도)를 계산 혹은 추정하고 CWND를 결정하였으나, WiFi 통신에서 단말은 기지국이 할당하는 자원을 사용하지 않으므로 상기한 방식을 사용할 수 없다.

따라서 WiFi 통신을 통한 업링크 데이터 전송시, 단말은 현재 접속하고 있는 액세스 포인트(Access Point: AP)의 현재 부하(load)에 따라 단말이 사용할 수 있는 자원의 양을 유추하고, 단말의 가용 전송 속도를 계산한다. 또한, 수신 신호 세기를 통해 단말의 최대 전송속도를 결정한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 WiFi 통신에서 CWND를 결정하는 동작을 설명하기 위한 블록도이다.

도 12를 참조하면, 계산 블록(1210)은 WiFi에서 지원하는 업링크 전송 속도에 AP 부하 및 신호 세기를 반영하여 단말의 가용 전송속도를 계산하고, 상기 가용 전송 속도를 기반으로 CWND를 결정한다.

일 실시예로서 CWND는 하기의 <수학식 6>에 근거하여 계산될 수 있다.

상기 <수학식 6>에 나타낸 바와 같이, WiFi 통신에서 CWND는 UL 전송 속도와 AP 부하 및 신호 세기를 기반으로 결정된다.

이하에서는 WiFi 통신에서 CWND의 계산에 사용되는 상기 파라미터들을 결정하기 위한 실시예들을 설명한다.

일 실시예로서 CWND의 계산에 이용되는 UL 전송 속도(UL data rate)는 WiFi 통신을 위해 할당된 MCS를 기반으로 결정될 수 있다. 계산 블록(1210)은 WiFi 모뎀(도시하지 않음)으로부터 MCS에 대한 정보를 수신하고, 상기 MCS 및 미리 저장된 참조 정보(reference information)를 이용하여 업링크 전송 속도를 계산한다. 여기서 업링크 전송 속도는 상기 MCS로 지원 가능한 최대 전송 속도로서 계산된다.

하기의 <표 7>은 단말의 업링크 전송 속도를 계산하는데 사용될 수 있는 참조 정보의 예들을 나타낸 것이다.

MCS index	Spatial streams	Modulation type	Coding rate	Data rate (Mbit/s)
				20　MHz channel		40　MHz channel
				800　ns　GI	400　ns　GI	800　ns　GI	400　ns　GI
0	1	BPSK	1/2	6.5	7.2	13.5	15
1	1	QPSK	1/2	13	14.4	27	30
2	1	QPSK	3/4	19.5	21.7	40.5	45
3	1	16-QAM	1/2	26	28.9	54	60
4	1	16-QAM	3/4	39	43.3	81	90
5	1	64-QAM	2/3	52	57.8	108	120
6	1	64-QAM	3/4	58.5	65	121.5	135
7	1	64-QAM	5/6	65	72.2	135	150
8	2	BPSK	1/2	13	14.4	27	30
9	2	QPSK	1/2	26	28.9	54	60
…	…	…	…	…	…	…	…
28	4	16-QAM	3/4	156	173.2	324	360
29	4	64-QAM	2/3	208	231.2	432	480
30	4	64-QAM	3/4	234	260	486	540
31	4	64-QAM	5/6	260	288.8	540	600

여기서 MCS index는 WiFi 통신에 사용된 MCS를 지시하고, Spatial streams는 공간 다중화(Spatial Multiplexing)가 적용되는 스트림들의 개수를 의미하고, Modulation type은 MCS에 따른 변조 방식으로서 BPSK(Binary Phase Shift Keying), QPSK(Quadrature PSK), 16-QAM(16-ary Quadrature Amplitude Modulation), 64-QAM(64-ary QAM) 등이 될 수 있고, Coding rate는 MCS에 따른 부호 방식을 지시한다. 상기 <표 7>과 같은 표에 근거하여, 계산 블록(1210)은 MCS index에 대응하는 UL 전송 속도를 결정한다.

일 예로서 MCS가 9인 경우, UL 전송 속도는 MCS=9에 대응하는 최대 전송 속도인 60 Mbit/sec로 결정된다.

다른 실시예로서 CWND를 계산하는데 이용되는 UL 전송 속도는 단말의 지원 전송 속도(Supported data rate)로서 결정될 수 있다. 즉 계산 블록(1210)은 WiFi 모뎀으로부터, 단말이 접속한 AP가 지원하는 전송 속도에 대한 정보를 획득하며, 상기 지원 전송 속도는 CWND를 계산하는데 이용되는 UL 전송 속도가 된다. 예를 들어, WiFi 모뎀은 상기 지원 전송 속도에 대한 정보를 AP가 단말에게 전송하는 비콘 신호의 지원 속도(supported rate) 항목으로부터 획득할 수 있다.

일 실시예로서 CWND의 계산에 이용되는 AP 부하는 AP로부터 제공되는 정보로부터 획득된다. 즉 AP는 단말에게 전송하는 비콘 신호 내에 선택 정보(optional information)인 BSS(Basic Service Set) 부하라는 항목을 포함시킨다. 단말은 AP로부터 수신된 비콘 신호로부터 BSS 부하를 획득하고 상기 BSS 부하를 기반으로 AP 부하를 계산할 수 있다. 구체적으로, AP 부하는 AP로부터의 비콘 신호를 통해 수신한 BSS 부하 내의 정보를 기반으로 계산되는 0과 1사이의 값으로서, α라 칭한다.

BSS 부하는 AP와 연결되어 있는 단말들의 수를 의미하는 스테이션 카운트(Station Count)와, AP의 채널 이용도(Channel Utilization) (0과 255사이의 값)과 AP의 가능한 접속 용량(Available Admission Capacity)를 포함할 수 있다. AP 부하는 BSS 부하에 포함되는 상기 채널 이용도를 기반으로 계산될 수 있다.

하기의 <수학식 7>은 채널 이용도를 기반으로 AP 부하를 계산하는 식의 일 예를 나타낸 것이다.

<수학식 7>에 따르면, AP 부하 α 는 수신한 채널 이용도의 값을 255로 나눈 값으로 정해진다. α가 0에 가까울수록 AP에 부하가 적음을 의미하며, 1에 가까울수록 부하가 큰 것을 의미한다.

일 실시예로서 CWND의 계산에 이용되는 AP 부하는 AP로부터 제공되는 BSS 부하에 대한 정보 대신, 비콘 인터벌(Beacon interval)을 기반으로 계산될 수 있다. 일 예로서 단말은, AP로부터 BSS 부하에 대한 정보를 획득할 수 없는 경우, 즉 AP로부터 수신된 비콘 신호에 BSS 부하에 대한 정보가 포함되어 있지 않은 경우, AP 부하를 계산하기 위해 비콘 인터벌을 참조한다.

비콘 인터벌은 비콘 신호에 포함되는 필수 정보(mandatory information)로서, AP가 단말에게 전송하는 비콘 신호의 전송 주기를 의미한다. 통상 비콘 인터벌은 100ms로 설정될 수 있다.

단말은 CWND를 결정하는 시점에서 비콘 신호를 통해 수신한 비콘 신호 내 파라미터들이 알려주는 비콘 인터벌(이하, 수신 비콘 인터벌(received beacon interval)이라 칭함)과, 단말이 실제 수신한 비콘 신호들 간의 간격(이하, 보고 비콘 인터벌(reported beacon interval)이라 칭함)을 비교하여 AP 부하를 추정한다.

만약, received beacon interval < reported beacon interval 인 경우, 단말은 AP에 부하가 발생한 것으로 추정한다. 또한, reported beacon interval 이 received beacon interval의 2배 이상인 경우, 단말은 AP의 부하가 평균 이상인 것으로 판단한다.

하기의 <수학식 8>은 비콘 인터벌을 근거로 AP 부하를 추정하는 식의 일 예를 나타낸 것이다.

일 실시예로서 CWND의 계산에 이용되는 신호 세기는 하기와 같이 결정될 수 있다.

계산 블록(1210)은 WiFi 모뎀으로부터 AP로부터 수신된 신호에 대한 측정 결과를 나타내는 신호 레벨에 대한 정보를 획득한다. CWND의 계산에 이용되는 신호 세기는 상기 신호 레벨을 기반으로 계산되며, β (0과 1사이의 값)라 칭한다.

일 실시예로서 CWND의 계산에 이용되는 신호 세기는, 상기 신호 레벨을 기준으로 강전계, 중전계, 약전계 중 하나로 결정된다. 예를 들어, 신호 레벨 > -70dBm 인 경우 β는 강전계에 해당하는 1로 결정된다. 다른 예로, 신호 레벨 < -120 인 경우, β는 약전계에 해당하는 0.1로 결정된다. 다른 실시예로서 β의 값은 1부터 시작하여, 신호 레벨에 비례하여 감소될 수 있다.

일 실시예로서, 단말에서 결정한 UL 전송속도와 AP 부하 및 신호 세기를 기반으로, 계산 블록(1210)은 다음 <수학식 9>과 같이 CWND를 결정할 수 있다.

<수학식 9>를 참조하면, 계산 블록(1210)은 UL 전송 속도에 (1-α), 즉 AP 부하의 역을 곱한 후, 신호 세기를 곱함으로써, 단말의 가용 전송 속도를 구한다. 또한 상기 가용 전송 속도에 RTT를 곱함으로써, 단말이 TCP 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 데이터 양을 구하고, 상기 최대 데이터 양을 MSS로 나누어 CWND를 결정한다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따라 윈도우 크기를 조절하는 단말 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 13을 참조하면, 단말(1300)는 모뎀(1308)과 제어기(1306)를 포함한다. 모뎀(1308)에 포함되는 송신기(1302) 및 수신기(1304)는 제어기(1306)의 제어에 따라 각종 신호 및 메시지들을 전송하거나 수신한다. 제어기(1306)는 단말(1300)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히 제어기(1306)는 본 발명의 실시예에 따른 윈도우 크기(CWND)의 결정과 관련된 전반적인 동작을 수행하기 위해 앞서 설명한 계산 블록(610,810,1210)을 포함할 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예들은 특정 관점에서 컴퓨터 리드 가능 기록 매체(computer readable recording medium)에서 컴퓨터 리드 가능 코드(computer readable code)로서 구현될 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 리드될 수 있는 데이터를 저장할 수 있는 임의의 데이터 저장 디바이스이다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체의 예들은 읽기 전용 메모리(read only memory: ROM: ROM)와, 랜덤-접속 메모리(random access memory: RAM: 'RAM)와, 컴팩트 디스크- 리드 온니 메모리(compact disk-read only memory: CD-ROM)들과, 마그네틱 테이프(magnetic tape)들과, 플로피 디스크(floppy disk)들과, 광 데이터 저장 디바이스들, 및 캐리어 웨이브(carrier wave)들(인터넷을 통한 데이터 송신 등)을 포함할 수 있다. 컴퓨터 리드 가능 기록 매체는 또한 네트워크 연결된 컴퓨터 시스템들을 통해 분산될 수 있고, 따라서 컴퓨터 리드 가능 코드는 분산 방식으로 저장 및 실행된다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들을 성취하기 위한 기능적 프로그램들, 코드, 및 코드 세그먼트(segment)들은 본 발명이 적용되는 분야에서 숙련된 프로그래머들에 의해 쉽게 해석될 수 있다.

또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치 및 방법은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 조합의 형태로 실현 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 이러한 소프트웨어는 예를 들어, 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 콤팩트 디스크(compact disk: CD), DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 방법은 제어부 및 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 휴대 단말에 의해 구현될 수 있고, 이러한 메모리는 본 발명의 실시예들을 구현하는 명령들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명은 본 명세서의 청구항에 기재된 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 기계(컴퓨터 등)로 읽을 수 있는 저장 매체를 포함한다. 또한, 이러한 프로그램은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 임의의 매체를 통해 전자적으로 이송될 수 있고, 본 발명은 이와 균등한 것을 적절하게 포함한다

또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 장치는 유선 또는 무선으로 연결되는 프로그램 제공 장치로부터 프로그램을 수신하여 저장할 수 있다. 프로그램 제공 장치는 프로그램 처리 장치가 기 설정된 컨텐츠 보호 방법을 수행하도록 하는 지시들을 포함하는 프로그램, 컨텐츠 보호 방법에 필요한 정보 등을 저장하기 위한 메모리와, 그래픽 처리 장치와의 유선 또는 무선 통신을 수행하기 위한 통신부와, 그래픽 처리 장치의 요청 또는 자동으로 해당 프로그램을 송수신 장치로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 또한 앞서 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims

무선 통신 시스템에서 윈도우 크기를 결정하는 방법에 있어서,
기지국으로부터 수신된 자원 할당 정보에 의해 단말에게 할당된 시간-주파수 자원의 자원 블록 개수(nRB)와 변조 및 부호화 방식(MCS)을 식별하는 과정과, 여기서 상기 MCS는 상기 단말의 스루풋 자기상관을 기반으로 업데이트된 것이고,
상기 식별된 nRB 및 MCS에 대응하는 전송 블록 크기(TBS)를 기반으로 상기 단말의 업링크 전송 속도를 결정하는 과정과,
상기 업링크 전송 속도를 기반으로 상기 단말과 상기 기지국 간의 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 전송 데이터 크기를 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정할지 판단하는 과정과,
상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기가 상기 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션의 최대 전송 데이터 크기와 동일한 것으로 결정된 경우, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
적어도 하나의 MCS를 각각 포함하는 복수의 MCS 구간들에 대한 정보를 참조하여, 상기 단말에게 할당된 MCS가 속하는 MCS 구간에 대응하는 인덱스를 결정하는 과정과,
상기 인덱스를 기반으로 상기 윈도우 크기를 결정하는 과정을 더 포함하며,
상기 윈도우 크기는,
상기 인덱스에 대응하는 기준 윈도우 크기에, 상기 단말에 할당된 MCS와 상기 기준 윈도우 크기에 대응하는 MCS의 차이 및 미리 정해지는 가중치를 합산함으로써 정해짐을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 업링크 전송 속도를 결정하는 과정은,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작은 경우, 마지막으로 업데이트된 '0'이 아닌 무선 채널 정보를 사용하여 상기 업링크 전송 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작지 않은 경우, 다운링크에 대해 측정된 채널품질정보(CQI)를 고려하여 상기 윈도우 크기를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작지 않은 경우, 하기 수학식에 따라 상기 윈도우 크기를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
CWND (t) = (CWND_latest - CWND_default) exp {-k (t-t_latest)³} + CWND_default
k = f{CQI}
If, CQI_current - CQI_latest > 0, f{CQI}=increasing function
If, CQI_current - CQI_latest < 0, f{CQI}=decreasing function
여기서 CWND(t)는 시점 t에서의 윈도우 크기를 의미하고, CWND_latest는 가장 최근에 사용된 윈도우 크기를 의미하며, CWND_default는 미리 정해지는 디폴트 윈도우 크기를 의미하고, t_latest는 CWND_latest를 결정한 시간을 의미하고, CQI_current는 다운링크에 대해 현재 측정한 채널 품질 정보(CQI)를 의미하고, CQI_latest는 가장 최근에 측정된 CQI를 의미함.
제 1 항에 있어서, 상기 윈도우 크기는, 다운링크 신호로부터 획득한 현재 참조 신호 수신 전력(RSRP)이 미리 정해지는 임계값보다 낮지 않은 경우, 하기의 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
CWND(t) = k*R(t)*S_RTT(t)/MSS, k<1
R(t) = (1-a)*R(t-1) + a*f {RSRQ}, a<1
여기서 CWND(t)는 시점 t에서의 윈도우 크기를 의미하고, k는 미리 정해지는 상수이며, R(t)는 현재 참조 신호 수신 품질(RSRQ) 및 과거 RSRQ를 기반으로 추정한 업링크 전송속도이며, R(t-1) 은 과거에 추정된 업링크 전송 속도를 의미하고, f{RSRQ}는 상기 현재 RSRQ를 기반으로 예측된 업링크 전송 속도에 관련된 값이고, S_RTT(t)는 상기 인터넷 세션의 최소 왕복 지연(RTT)이고, MSS는 상기 인터넷 세션에서 한번에 전송할 수 있는 최대 세그먼트 크기임.
제 1 항에 있어서, 상기 업링크 전송 속도를 결정하는 과정은,
상기 인터넷 세션에 사용된 변조 및 부호화 방식(MCS)에 대응하는 최대 전송 속도와 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하는 액세스 포인트(AP)가 지원하는 전송 속도 중 적어도 하나에 기반하여 상기 업링크 전송 속도를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 윈도우 크기를 결정하는 과정은,
상기 업링크 전송 속도와, 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하는 AP의 부하와, 상기 단말이 측정한 신호 세기를 기반으로 상기 윈도우 크기를 계산하는 과정을 포함하고,
상기 AP의 부하는, 상기 AP로부터 수신되는 비콘 신호 내의 BSS(Basic Service Set) 부하에 포함된 채널 이용도를 기반으로 계산되거나, 혹은 상기 윈도우 크기를 결정하는 시점에서 상기 AP로부터 비콘 신호를 통해 수신한 비콘 인터벌과 상기 단말이 수신한 비콘 신호들 간의 간격을 기반으로 추정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 윈도우 크기는, 하기 수학식에 의해 계산됨을 특징으로 하는 방법.
CWND=matrix {UL data rate, AP load, signal strength}
= UL data rate * (1-AP load) * signal strength * RTT / MSS
= UL data rate * (1- α) * β * RTT/MSS
여기서 CWND는 상기 윈도우 크기를 의미하고, UL data rate는 상기 업링크 전송 속도를 의미하고, AP load는 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하고 있는 AP의 부하를 의미하고, signal strength는 상기 AP로부터의 신호에 대해 단말이 측정한 신호 세기를 의미하고, RTT는 상기 인터넷 세션의 왕복 지연이고, MSS는 상기 인터넷 세션에서 한번에 전송할 수 있는 최대 세그먼트 크기임.
무선 통신 시스템에서 윈도우 크기를 결정하는 단말 내의 장치에 있어서,
인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정하는 제어기와,
상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하는 송신기를 포함하고,
상기 제어기는,
기지국으로부터 수신된 자원 할당 정보에 의해 상기 단말에게 할당된 시간-주파수 자원의 자원 블록 개수(nRB)와 변조 및 부호화 방식(MCS)을 식별하고, 여기서 상기 MCS는 상기 단말의 스루풋 자기상관을 기반으로 업데이트된 것이고,
상기 식별된 nRB 및 MCS에 대응하는 전송 블록 크기(TBS)를 기반으로 상기 단말의 업링크 전송 속도를 결정하고,
상기 업링크 전송 속도를 기반으로 상기 단말과 상기 기지국 간의 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션을 통해 전송할 수 있는 최대 전송 데이터 크기를 상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기로 결정할지 판단하고,
상기 인터넷 세션을 위한 윈도우 크기가 상기 무선 링크를 포함하는 인터넷 세션의 최대 전송 데이터 크기와 동일한 것으로 결정된 경우, 상기 결정된 윈도우 크기를 기반으로 상기 인터넷 세션을 통해 업링크 데이터를 전송하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
적어도 하나의 MCS를 각각 포함하는 복수의 MCS 구간들에 대한 정보를 참조하여, 상기 단말에게 할당된 MCS가 속하는 MCS 구간에 대응하는 인덱스를 결정하고,
상기 인덱스를 기반으로 상기 윈도우 크기를 결정하며,
상기 윈도우 크기는,
상기 인덱스에 대응하는 기준 윈도우 크기에, 상기 단말에 할당된 MCS와 상기 기준 윈도우 크기에 대응하는 MCS의 차이 및 미리 정해지는 가중치를 합산함으로써 정해짐을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작은 경우, 마지막으로 업데이트된 '0'이 아닌 무선 채널 정보를 사용하여 상기 업링크 전송 속도를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작지 않은 경우, 다운링크에 대해 측정된 채널품질정보(CQI)를 고려하여 상기 윈도우 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 기지국으로부터 수신되는 업링크에 대한 무선 채널 정보가 업데이트되지 않은 구간의 길이를 나타내는 제2 시간(T_nud)이 상기 단말의 스루풋 자기상관 값이 미리 정해지는 값까지 감소하는데 소요되는 시간을 나타내는 제1 시간(T_threshold)보다 작지 않은 경우, 하기 수학식에 따라 상기 윈도우 크기를 결정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
CWND (t) = (CWND_latest - CWND_default) exp {-k (t-t_latest)³} + CWND_default
k = f{CQI}
If, CQI_current - CQI_latest > 0, f{CQI}=increasing function
If, CQI_current - CQI_latest < 0, f{CQI}=decreasing function
여기서 CWND(t)는 시점 t에서의 윈도우 크기를 의미하고, CWND_latest는 가장 최근에 사용된 윈도우 크기를 의미하며, CWND_default는 미리 정해지는 디폴트 윈도우 크기를 의미하고, t_latest는 CWND_latest를 결정한 시간을 의미하고, CQI_current는 다운링크에 대해 현재 측정한 채널 품질 정보(CQI)를 의미하고, CQI_latest는 가장 최근에 측정된 CQI를 의미함.
제 10 항에 있어서, 상기 윈도우 크기는, 다운링크 신호로부터 획득한 현재 참조 신호 수신 전력(RSRP)이 미리 정해지는 임계값보다 낮지 않은 경우, 하기의 수학식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 장치.
CWND(t) = k*R(t)*S_RTT(t)/MSS, k<1
R(t) = (1-a)*R(t-1) + a*f {RSRQ}, a<1
여기서 CWND(t)는 시점 t에서의 윈도우 크기를 의미하고, k는 미리 정해지는 상수이며, R(t)는 현재 참조 신호 수신 품질(RSRQ) 및 과거 RSRQ를 기반으로 추정한 업링크 전송속도이며, R(t-1) 은 과거에 추정된 업링크 전송 속도를 의미하고, f{RSRQ}는 상기 현재 RSRQ를 기반으로 예측된 업링크 전송 속도에 관련된 값이고, S_RTT(t)는 상기 인터넷 세션의 최소 왕복 지연(RTT)이고, MSS는 상기 인터넷 세션에서 한번에 전송할 수 있는 최대 세그먼트 크기임.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 인터넷 세션에 사용된 변조 및 부호화 방식(MCS)에 대응하는 최대 전송 속도와 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하는 액세스 포인트(AP)가 지원하는 전송 속도 중 적어도 하나에 기반하여 상기 업링크 전송 속도를 결정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 제어기는,
상기 업링크 전송 속도와, 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하는 AP의 부하와, 상기 단말이 측정한 신호 세기를 기반으로 상기 윈도우 크기를 계산하도록 구성되고,
상기 AP의 부하는,
상기 AP로부터 수신되는 비콘 신호 내의 BSS(Basic Service Set) 부하에 포함된 채널 이용도를 기반으로 계산되거나, 혹은 상기 윈도우 크기를 결정하는 시점에서 상기 AP로부터 비콘 신호를 통해 수신한 비콘 인터벌과 상기 단말이 수신한 비콘 신호들 간의 간격을 기반으로 추정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 10 항에 있어서, 상기 윈도우 크기는, 하기 수학식에 의해 계산됨을 특징으로 하는 장치.
CWND=matrix {UL data rate, AP load, signal strength}
= UL data rate * (1-AP load) * signal strength * RTT / MSS
= UL data rate * (1- α) * β * RTT/MSS
여기서 CWND는 상기 윈도우 크기를 의미하고, UL data rate는 상기 업링크 전송 속도를 의미하고, AP load는 상기 인터넷 세션을 위해 상기 단말이 접속하고 있는 AP의 부하를 의미하고, signal strength는 상기 AP로부터의 신호에 대해 단말이 측정한 신호 세기를 의미하고, RTT는 상기 인터넷 세션의 왕복 지연이고, MSS는 상기 인터넷 세션에서 한번에 전송할 수 있는 최대 세그먼트 크기임.
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