KR20040073882A - 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법에 관한 것으로, 특히 무선랜 매체접근 제어층에서 크기가 작은 패킷으로 이루어진 스트림을 연속으로 전송할 수 있도록 하여 멀티미디어 스트림의 전송 속도를 개선하는데 적당하도록 한 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법에 관한 것이다. 종래 무선 랜의 데이터 전송 방법은 다수의 단말들이 경쟁하면서 패킷을 전송하도록 하기 때문에 다수의 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 전송하고자 할 경우, 다수의 단말들과 경쟁하면서 전송해야 하므로 전체 전송 시간이 오래 걸리고 서비스 품질에 영향을 주는 문제점이 있었다. 또한, 분할 버스트 전송과 같은 연속 전송 방법은 크기가 소정 값 이상인 데이터에만 사용할 수 있으므로 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 일괄 전송하는데 사용할 수 없는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림의 전송이 지연되는 경우, 작은 크기의 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 큰 서비스 데이터의 분할 데이터 유닛으로 간주하고 분할 버스트 전송 방법으로 연속 전송할 수 있도록 함으로써 전체 시스템의 부하 지속 시간을 줄이고, 전송 내용에 따른 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

무선 랜의 데이터 연속 전송 방법{DATA CONTINUOUS TRANSMITTING METHOD OF WIRELESS LAN}

본 발명은 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법에 관한 것으로, 특히 무선랜 매체접근 제어층에서 크기가 작은 패킷으로 이루어진 스트림을 연속으로 전송할 수 있도록 하여 멀티미디어 스트림의 전송 속도를 개선하는데 적당하도록 한 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법에 관한 것이다.

네트워크의 광범위한 보급에 따라, 유선 네트워크에서 무선 네트워크로의 요구가 급증하게 되었다. 따라서, 무선 네트워크가 급속히 유선 네트워크의 자리를 대체하고 있다.

무선 네트워크의 보급과 함께, 이를 통한 효율적인 멀티미디어 서비스의 필요가 대두되고 있는데, 무선 네트워크는 보통 하나의 베이스 스테이션(Base Station)과 이와 무선으로 연결되는 다수의 휴대 단말(Mobile Station)로 구성된다.

IEEE 802.11 무선 랜(Wireless Local Area Network) 표준에 따르면, 네트워크를 구성하는 계층에서 매체접근 제어(Medium Access Control)층과 물리(Physical)층을 다루고 있다.

IEEE 802.11 무선 랜은 기본적인 매체 접근 방식으로 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)를 사용하는데, 이는 전송을 하기 전에 송신을 위한 채널의 상태를 검사하여 가용 상태인 경우에만 전송을 실시하도록 한 것이다. 즉, 송신 채널이 DIFS(DFS interframe space)라 정의된 기준 시간 이상 아이들(idle) 상태인 경우에 전송을 실시하도록 하고, 그 미만의 시간 내에 다른 전송이 실시되고 있으면 대기하도록 한다. 이와 함께 다수의 단말들이 동시에 송신하는 것을 방지하기 위해서 CA(Collision Avoidance) 방식을 이용한다. 상기 CA는 전송할 데이터를 가지는 다수 단말들이 상기 DIFS 외의 부가적인 시간 지연을 가지도록 하는 것인데, 이러한 부가적인 시간 지연은 경쟁창(contention window) 내에서 임의로 선택한다. 이러한 임의적인 선택의 결과 가장 작은 부가 지연 시간을 가지게 된 단말이 전송을 실시할 수 있는 권한을 가지게 된다.

상기 경쟁창을 통한 부가적인 시간 지연을 통해 전송을 경쟁하는 방식은 무선 랜의 표준에 명시된 내용이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 무선 랜은 일반적인 데이터 송신 외에도 멀티미디어 데이터를 전송할 수 있는데, 이러한 멀티미디어 데이터의 경우 제한된 시간 내에 전송되어야 그 품질을 유지할 수 있는 경우가 빈번히 발생하게 된다. 이러한 경우, 멀티미디어 데이터가 작은 크기의 데이터 프레임들로 이루어져 있으면, 이는 상기 설명한 바와 같이 다른 단말기들의 전송 데이터와 경쟁하며 전송하게 된다. 이 경우 채널의 부하가 많으면 지연이 발생하게 되고, 하나의 스트림을 이루는 데이터가 시간 내에 전송되지 못하고 큐에 잔류하는 경우가 발생한다.

상기 멀티미디어 데이터는 보통의 경우 패킷화된 형태로 송수신되는데, 이러한 패킷의 스트림은 계층 구조에서 전송(transport)층에서 이루어진다. 전송층에서 만들어지는 패킷 스트림은 하위 계층인 무선 랜의 매체접근 제어(MAC)층으로 제공되고, 상기 매체접근 제어층은 이를 물리층으로 전달하여 이를 전송하도록 한다.

MAC층은 상위층으로부터 전송할 데이터를 수신하여 이러한 데이터를 큐(Que)에 임시 저장한 후 순차적으로 전송하게 된다. 이렇게 큐에 저장되는 데이터를 MSDU(MAC Service Data Unit)라 한다.

도 1은 무선 랜의 데이터 전송을 위한 간략한 구성도로서, MSDU를 임시 저장하는 큐(10)와 채널이 사용 가능한 시점에서 상기 큐(10)에 저장된 MSDU를 순차적으로 전송하는 송신부(20)로 이루어진다.

상기 MSDU의 크기는 0~2304 바이트로 규정되어 있으며, 최대값인 2304바이트 이하로 자유롭게 구성될 수 있다.

상기 MSDU는 전술한 바와 같이 다른 단말들과 경쟁하면서 송신되기 때문에그 크기에 작은 경우 경쟁의 결과에 따라 발생하는 부가 지연 시간을 대기한 후 순차적으로 전송된다. 하지만, 그 크기가 MAC에서 설정된 분할 임계치(Fragmentation Threshold) 이상이 되는 경우 이를 분할하여 연속 송신할 수 있는데, 이러한 연속 송신 방법을 분할 버스트(Fragmentation Burst) 전송이라 한다.

도 2는 일반적인 전송 방법과 분할 버스트 전송의 타이밍도를 보인 것으로, 도시한 바와 같이, 일반 전송의 경우, 단말 1에서 전송을 실시하면, 하나의 MSDU를 전송한 후 그에 대한 확인 신호(ACK)를 짧은 시간 간격(Short Interframe Space:SIFS) 후 수신하고, 다음 전송을 위해 최소한 DIFS 만큼 대기한다.

상기 도시된 일반 전송에서, 단말2는 단말1이 MSDU2를 전송하는 도중에 전송을 시도하고자 한다면, 현재 채널을 관찰해야 한다. 현재 MSDU2가 전송 중이라면 단말2는 전송을 대기하고, MSDU2의 전송이 끝나고 확인 신호의 전송이 끝난 후 아이들 상태가 DIFS 이상인지 확인한다. 그 다음, 다른 단말과의 경쟁을 통한 부가 지연 시간(a) 동안 더 대기한 후 전송을 실시하게 된다. 물론, 다른 단말에 상관 없이 DIFS이후 곧바로 전송을 실시할 수 있다. 따라서, 다수의 단말들이 전송을 실시하는 중이라면 하나의 패킷 스트림을 구성하는 다수의 MSDU들을 전송하기위해 많은 시간이 걸리게 된다.

반면에, 분할 버스트 전송은 크기가 큰 MSDU를 소정의 크기(MAC의 분할 임계치)로 분할하고, 이를 연속 전송하게 되는데, 이 경우 각 신호들의 간격은 SIFS가 되므로 다른 단말들이 전송을 시도할 수 없게 된다. 즉, 고속 전송이 가능해 지며, 이는 도시된 도면에서 쉽게 알 수 있다. 그러나, 상기 분할 버스트 전송을 위한 최소 MSDU 크기는 512바이트로서, 이는 MAC에서 설정되는 분할 임계치의 최소값이다.

상기한 바와 같이 크기가 작은 MSDU들로 이루어진 멀티미디어 패킷 스트림의 전송에는 연속 전송이 사용되지 못하고, 다른 단말들의 일반 데이터와 경쟁하면서 전송되므로 품질을 보장하기 어렵게 된다. 또한, 전송 시간 역시 오래 걸리게 되므로 무선 랜 시스템의 전체 부하를 오랫동안 지속 시키는 요인이 된다.

상기한 바와 같이 종래 무선 랜의 데이터 전송 방법은 다수의 단말들이 경쟁하면서 패킷을 전송하도록 하기 때문에 다수의 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 전송하고자 할 경우, 다수의 단말들과 경쟁하면서 전송해야 하므로 전체 전송 시간이 오래 걸리고 서비스 품질에 영향을 주는 문제점이 있었다. 또한, 분할 버스트 전송과 같은 연속 전송 방법은 크기가 소정 값 이상인 데이터에만 사용할 수 있으므로 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 일괄 전송하는데 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림의 전송이 지연되는 경우, 제한된 크기 이하인 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 분할 버스트 전송 방법으로 연속 전송할 수 있도록 하여 전체 시스템의 부하 지속 시간을 줄이고, 전송 내용에 따른 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도1은 무선 랜의 데이터 전송부의 간략한 구성도.

도2는 무선 랜의 데이터 송신 타이밍도.

도3은 본 발명 일 실시예에 따른 데이터 연속 제공 방법을 보인 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 큐 20: 송신부

상기와 같은 목적을 달성하기위한 본 발명은, 기 설정된 크기 이하의 패킷들로 이루어진 패킷 스트림 중 기 설정된 수 이상이 기 설정된 시간 이상 큐에 잔류하는 경우 데이터 큐에서 전송할 패킷을 선택하는 단계와; 상기 큐에 선택된 패킷과 동일한 스트림의 다음 패킷이 존재하는 지를 판단하는 단계와; 상기 판단 결과 동일 스트림의 다음 패킷이 존재하면 전송할 패킷의 헤더에 연속 전송임을 알리는 인덱스를 설정한 후 상기 선택된 패킷을 DIFS 이내에 전송하고 다음 패킷을 선택한 후 상기 판단 단계로 진행하는 단계와; 상기 판단 결과 동일 스트림의 다음 패킷이 존재하지 않는 경우 전송할 패킷의 헤더에 연속 전송임을 알리는 상기 인덱스를 해제한 후 상기 선택된 패킷을 DIFS 이내에 전송하고 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3는 본 발명 일실시예를 보인 순서도로서, 도시한 바와 같이 전송할 작은 크기의 패킷 스트림의 잔여 패킷이 큐에 잔류하는 경우, 데이터 큐에서 전송할 패킷을 선택하는 제 1단계와; 상기 큐의 후속 패킷이 상기 선택된 패킷과 동일한 스트림에 속한 것인지를 판단하는 제 2단계와; 상기 제 2단계의 판단 결과 상기 후속 패킷이 현재 선택된 패킷과 동일한 스트림에 속한 것이라면 상기 선택된 패킷 헤더의 인덱스를 설정하고 빠르게 상기 선택된 패킷을 전송한 후 제 1단계로 진행하는 제 3단계와; 상기 제 2단계의 판단 결과 상기 후속 패킷이 현재 선택된 패킷과 동일한 스트림에 속한 것이 아니라면 상기 선택된 패킷 헤더의 인덱스를 해제하고 빠르게 상기 선택된 패킷을 전송한 후 종료하는 제 4단계로 이루어진다.

여기서, 선택된 패킷 헤더의 인덱스는 새로운 인덱스 비트를 추가할 수도 있고, 기존의 인덱스 비트(moreFrag)를 이용할 수도 있다.

표준 분할 버스트는 MAC에서 설정된 분할 임계치 이상의 큰 MSDU를 분할하여 빠른 속도로 전송하기 위한 것이지만, 본 발명에서는 작은 크기의 패킷들로 이루어진 패킷 스트림 중 기 설정된 수 이상이 기 설정된 시간 이상 큐에 잔류하는 경우 이러한 데이터로 인해 시스템 전반의 부하가 증가하는 것을 방지하고, 잔류하는 패킷 스트림의 패킷들로 인해 서비스의 질이 낮아지는 것을 막기위해, 단말에서 강제적으로 잔류 패킷들을 분할 버스트 방식으로 연속 전송할 수 있도록 한다.

멀티 미디어 패킷 스트림을 이루는 패킷의 길이는 일반적으로 수백 바이트이므로 본 발명을 적용할 수 있다. 예를 들어, 디지털 TV의 방송에 사용되는 전송(Transport) 스트림의 경우 패킷의 길이가 188바이트(188바이트 크기의 MSDU)이다. 상기 스트림은 잔류 측파대(Vestigial Side Band) 복조를 통해 얻어지는 것으로, 그 크기가 MAC에서 정하는 분할 임계치보다 작기 때문에, 이들은 일반적으로 다른 단말의 전송 데이터와 경쟁하면서 차례로 전송된다. 이러한 경쟁을 통한 전송에서, 채널의 부하가 심해 제한된 시간 내에 상기 스트림의 모든 패킷을 전달하지 못하고, 큐에 잔류 패킷이 다수 남아있는 경우가 발생하게 된다.

본 발명을 상기 경우에 적용하면, 188바이트 크기의 패킷(작은 MSDU)들로 이루어진 잔류 패킷 스트림을 큰 MSDU의 분할된 조각들로 간주하여 이들을 한꺼번에 전송할 수 있게 된다. 이는 각 패킷을 전송함에 있어, 다음 패킷의 전송을 DIFS 이내에 전송하도록 함으로써 다른 단말들이 무조건 대기하도록 한다. 바람직하게는SIFS 시간 차를 가지고 연속 전송한다. 이를 통해 동일한 패킷 스트림을 전송하는 절대 시간이 줄어들게 되고(DIFS 대신 SIFS를 이용하므로), 전체 시스템의 부하 지속 시간을 줄이게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법은 작은 패킷으로 이루어진 패킷 스트림의 전송이 지연되는 경우, 작은 크기의 패킷으로 이루어진 패킷 스트림을 큰 서비스 데이터(MSDU)의 분할 데이터 유닛(Fragmented MSDU)으로 간주하고 분할 버스트 전송 방법으로 연속 전송할 수 있도록 함으로써 전체 시스템의 부하 지속 시간을 줄이고, 전송 내용에 따른 서비스의 질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 기 설정된 크기 이하의 패킷들로 이루어진 패킷 스트림 중 기 설정된 수 이상이 기 설정된 시간 이상 큐에 잔류하는 경우 데이터 큐에서 전송할 패킷을 선택하는 단계와; 상기 큐에 선택된 패킷과 동일한 스트림의 다음 패킷이 존재하는 지를 판단하는 단계와; 상기 판단 결과 동일 스트림의 다음 패킷이 존재하면 전송할 패킷의 헤더에 연속 전송임을 알리는 인덱스를 설정한 후 상기 선택된 패킷을 DIFS (DFS interframe space)이내에 전송하고 다음 패킷을 선택한 후 상기 판단 단계로 진행하는 단계와; 상기 판단 결과 동일 스트림의 다음 패킷이 존재하지 않는 경우 전송할 패킷의 헤더에 연속 전송임을 알리는 상기 인덱스를 해제한 후 상기 선택된 패킷을 DIFS 이내에 전송하고 종료하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 패킷 전송이 연속으로 실시되는 경우 확인 신호와 후속 패킷의 전송 시간 차는 SIFS(Short InterFrame Space)인 것을 특징으로 하는 무선 랜의 데이터 연속 전송 방법.