KR20040088381A - 멀티미디어 전송을 위한 ｗｌａｎ 액세스 스케줄링 - Google Patents

멀티미디어 전송을 위한 ｗｌａｎ 액세스 스케줄링 Download PDF

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KR20040088381A
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Abstract

본 발명은 WLAN(10)에서 데이터 트래픽을 전송하기 위한 액세스 타임을 스케줄링하는 시스템을 제공한다. 데이터 트래픽은 등시성 스트림과 파라미터값을 폭넓게 변경하는 것을 특징으로 하는 비동기 버스트를 포함한다. 각각이 조절가능한 길이를 갖고 둘 또는 다른 개수의 주요 액세스 구간(primary access interval)을 포함하는 일련의 서비스 구간(service period)이 생성된다. 또한, 서비스 구간은 각각이 주요 액세스 구간을 바로 뒤따르는 하나 이상의 비동기 버스트 구간을 포함하도록 조정될 수 있다. WLAN의 AP(12)에 위치한 하이브리드 조절기(30)는 주요 액세스 구간 동안 만의 또는 확장 구간 직후의 각 등시성 스트림에 대한 액세스 타임을 스케줄링하도록 동작한다. 비동기 버스트는 비동기 버스트 구간 동안에만 액세스 타임이 스케줄링된다. 따라서, 액세스 타임 스케줄링은 계속 변화하는 데이터 트래픽 조건을 고려하여 용이하게 WLAN 액세스를 조절하고, 그에 따라 액세스 타임을 스케줄링하여 QoS를 제공하는데 이용될 수 있다.

Description

멀티미디어 전송을 위한 ＷＬＡＮ 액세스 스케줄링{WLAN ACCESS SCHEDULING FOR MULTIMEDIA TRANSFER}
본 발명은 무선 근거리 통신망(WLAN)에서 데이터 트래픽에 대한 전송 시점을 스케줄링하는 것에 관한 것으로, 특히, 등시성 스트림과 비동기 버스트를 포함하는 서로 다른 종류의 트래픽에 대한 액세스 시점을 스케줄링하는 것에 관한 것이다.
WLAN은 유선 또는 케이블 대신에 무선 매체(예를 들어, 라디오)를 사용하여 컴퓨터 및 다른 종류의 전자 장치들 사이에서 통신을 가능하게 하는 이더넷과 같은 채널(Ethernet-like channel)을 제공한다. WLAN은 이동성과 휴대성을 제공하면서, 케이블을 동작하고 유지하는데 소모되는 노력과 비용을 방지함으로써, 통신 매체로서 보다 명성을 얻고 있다. WLAN은 다수의 스테이션과 액세스 포인트(AP)를 가질 수 있으며, 여기서 AP는 개별 스테이션을 외부 네트워크 및 다른 스테이션에 부착 또는 접속하는 역할을 행한다. 통상, WLAN은 여러 프로토콜 레이어를 가진다 - 이들 중에는 물리(PHY) 레이어와 매체 접근 제어(MAC) 서브레이어가 있음 -. MAC은 하드웨어와 소프트웨어를 포함하며, 각 스테이션과 AP에 위치하여, 매체에 대한 액세스를 제어한다. AP에서 스테이션으로의 전송은 다운링크(downlink)라 불리고, 스테이션에서 AP로의 전송은 업링크(uplink)라 불리며, 스테이션들 간의 전송은 사이드링크(sidelinek)라고 한다.
WLAN 내의 모든 전송은 단일 채널 또는 통신 매체를 공유하여야 하기 때문에, 서로 다른 트래픽 스트림과 버스트가 하나 이상의 전송 포인트(스테이션과 AP를 총괄하여)에 도달하여 다른 전송 포인트로의 전송을 위한 공유 매체로의 액세스가 필요할 때마다, 충돌(conflicts or collisions)이 발생할 수 있다. 따라서, 경쟁하는 트래픽 스트림과 버스트 사이에서 액세스를 중재하기 위한 그리고 매체 상에서 충동을 방지하는 액세스 스케줄링을 제공하기 위한 여러 접근 방안이 개발되었다.
분산 조절 펑션(Distributed Coordinator Function; DCF)이라 통상 알려진 접근 방식에서, 데이터 프레임이 스테이션에서 전송되기 전에 스테이션은 매체를 감지하여야 한다. 적어도 DCF 인터프레임 공간(DCF Inter Frame Space; DIFS) 구간일 동안 매체가 휴지(idle)이면, 프레임은 전송된다. 다르게는, 백오프 타임 B(backoof time B; 타임 슬롯으로 측정)이 구간[0-CW]에서 무작위로 선택되며, 여기서 CW는 이른바 경합 윈도우이다. 매체가 적어도 DIFS 동안 휴지인 것으로 탐지된 후에, 매체가 휴지인 각 타임 슬롯마다 백 오프 타이머가 감소된다. 백 오프 타이머가 0에 도달하면, 프레임이 전송된다. 충돌 탐지 시에, 이전의 것보다 두 배인 CW를 사용하여 새로운 백오프 타임이 선택되고, 백 오프 절차가 개시된다.
통상 EDCF라 알려진 향상된 DCF는 서비스 차별화를 제공하기 위해 개발되었다. EDCF에서, 일단 스테이션이 매체에 대한 액세스를 획득하면, 매체에 대한 경합 없이 하나 이상의 프레임을 전송할 수 있게 된다. 보다 상세하게는, 매체에 대한 액세스를 획득한 후에, 총 액세스 타임이 특정 한도를 초과하지 않는 한, 스테이션은 원하는 만큼 프레임을 전송하게 된다.
더욱이, WLAN 환경은 잡음, 간섭 뿐만 아니라 기타 다수의 감쇠 인자로 인해 무선 신호에 매우 부적당할 수 있다. 따라서, 전송에 대하여 수신자가 긍정 응답하여, 일정 기간 후에 긍정 응답 신호를 수신하지 않으면 송신자가 재송신하는 것이 보편적이다.
또한, WLAN 전송은 등시성 스트림 및 비동기 버스트를 모두 포함하는 서로 다른 트래픽 유형일 수 있다. 등시성 스트림은 의사 주기적인(quasi-periodic) 데이터 도달물(data arrivals)을 가지며 음성 및 비디오 스트림을 포함한다. 비동기 버스트는 본질적으로 낮은 듀티 사이클을 갖는 버스트로의 트래픽 도달물이며, 파일 전송과 대화형 데이터를 포함한다. 스트림과 버스트는 연속 비트 레이트(CBR) 또는 가변 비트 레이트(VBR)일 수 있으며, 각각 서로 다른 데이터 레이트를 가질 수 있고, 데이터 레이트, 지연 및 지터(jitter) 요건, 긍정 응답 정책 및 다른 파라미터에 있어서 서로 다를 수 있다. 또한, 전송시 긴 데이터 프레임을 사용할 때는 고유 이점이 있을 수 있지만, 보다 짧은 프레임을 사용할 때에는 다른 이점이 있을 수 있다.
WLAN 트래픽의 폭 넓게 변하는 특성 때문에, EDCF와 같이 WLAN으로의 액세스를 스케줄링하는 종래의 기술은 심각한 제한 사항을 갖고 있다. 예를 들어, EDCF 배치에서 스테이션이 획득된 액세스를 매체에 전송하는 다수의 긴 데이터 프레임을 가지면, 종료될 때까지 그 긴 프레임을 전송할 수 있는 반면에, 보다 짧은 프레임을 갖는 스테이션은 대기하여야 한다. 이러한 상황은, 예를 들어, 인접한 보다 긴프레임들 사이의 지터를 감소시키기 위해, 연속적인 구간동안 보다 긴 타임 프레임과 보다 짧은 타임 프레임을 삽입하는 것이 바람직한 경우에도 발생한다. 또한, 액세스를 스케줄링하는데 특정 신호에 우선순위를 부여하는 것이 바람직할 수 있다(예를 들어, 비실시간(non real-time) 중요 데이터 프레임 이전에 실시간 중요 데이터 프레임이 전송될 수 있게 함). 더욱이, EDCF는 경합 기반 액세스 방법이므로, 경합하는 스테이션 수가 증가함에 따라 스테이션으로부터의 동시 전송에 기인한 많은 충돌이 있게 된다. 무경합 전송에 대한 스케줄링 방법이 존재하고는 있지만, 어느 것도 WLAN에서와 같은 다운링크, 업링크, 및 사이드링크에 의해 어드레스 공유 매체 액세스에 관한 것으로는 보이지 않는다.
따라서, 데이터 레이트 및 지연 바운드(delay bound)와 같은 선택된 서비스 품질(QoS)에 따라 WLAN에서 데이터 전송을 위한 무경쟁 액세스 타임을 스케줄링하는 시스템이 필요하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작을 위해 배치된 WLAN의 기본 콤포넌트를 나타내는 개략도.
도 2는 도 1의 액세스 포인트(AP)를 보다 상세히 나타내는 블록도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에서 액세스 타임 스케줄링을 전체적으로 예시하는 타이밍도.
도 5 및 도 6은 확장 액세스 타임이 등시성 스트림(isochronous streams)에 제공되는 본 발명의 일 실시예를 예시하는 타이밍도.
도 7 및 도 8은 비동기 버스트에 액세스 타임이 제공되는 본 발명의 일 실시예를 나타내는 타이밍도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
12 : 액세스 포인트
14, 16, 24, 26 : 스테이션
18 : 분산 시스템
30 : 하이브리드 조절기
36 : 호스트 메모리
38 : 트랜시버
본 발명의 보다 나은 이해를 위해, 그리고 본 발명의 어떻게 효과를 내는지를 예를 들어 나타내기 위해서, 이하, 서로 다른 도면에서의 대응 참조번호가 대응 부분을 나타내는 참조 도면과 함께 본 발명의 상세한 설명을 설명한다.
본 발명은 WLAN에서의 액세스 타임을 스케줄링하는 다양한 시스템을 제공하며, 액세스 가용성은 동적 요구 및 사용자 트래픽의 우선순위에 부합하도록 조절될 수 있다. 따라서, 본 발명은 액세스를 스케줄링할 때 선택된 QoS 레벨을 개별 WLAN 트래픽 데이터에 대한 무선 매체에 제공한다. 이하 사용되는 바와 같이, "액세스 스케줄링"과 "액세스 타임 스케줄링"은 각각의 데이터 전송에 대하여 WLAN의 AP와 스테이션에 특정 시간을 할당하는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예는 등시성 스트림과 비동기 버스트를 포함하는 서로 다른 트래픽 유형의 데이터 전송 및 폭 넓게 변화하는 길이, 데이터 레이트 및 기타 파라미터 값의 데이터 프레임을 갖는 스트림과 버스트를 사용하여 사용될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 실시예는 스트림과 버스트 간의 그리고 서로 다른 스트림 간의 액세스 충돌을 해결하는 기준을 제공한다. 본 발명의 실시예는 다운링크 전송 뿐만 아니라 업링크 및 사이드링크 전송에 대한 액세스 시점의 결정을 제공한다. 본 발명의 실시예는 또한 원래 의도된 바와 같이 사용될 수 없는 스케줄링된 액세스 타임을 개선할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 WLAN 내의 제1 전송 포인트에서 제2 전송 포인트로의 데이터 프레임 전송을 위한 액세스를 스케줄링하는 방법을 제공하며, 여기서, 데이터 프레임 트래픽은 등시성 스트림과 비동기 버스트를 포함하고 특정 파라미터 값이 변화하는 것을 특징으로 한다. 본 방법은 연속적인 서비스 구간을 정의하는 단계 - 각각의 서비스 구간은 특정 개수의 등시성 에폭(isochronous epoch)을 포함함 - 및 적어도 하나의 비동기 에폭을 포함하도록 적어도 하나의 서비스 구간을 조절하는 단계 - 각각의 비동기 에폭은 동일 서비스 구간의 등시성 에폭을 즉시 뒤따름 - 를 포함한다. 본 방법은 또한 비동기 에폭(asynchronous epoch) 동안 등시성 스트림에 대한 액세스를 스케줄링하는 단계, 및 비동기 에폭 동안에만 비동기 버스트에 대한 액세스를 스케줄링하는 단계를 포함한다.
다른 실시예에서, 각 서비스 구간은 두개의 등시성 에폭을 포함하고, 선택적으로 하나, 둘 또는 영(none)의 비동기 에폭을 더 포함한다. 각 등시성 에폭은 주요 액세스 구간(primary access interval)을 포함할 수 있으며, 확장 구간(extension period)을 포함하도록 용이하게 조절될 수 있다. 각각의 주요 액세스 구간 동안의 하나 이상의 등시성 스트림의 액세스가 스케줄링되고, 하나 이상의 스케줄링된 등시성 스트림에는 각 확장 기간동안 추가 액세스 타임이 제공된다.
본 발명의 다른 실시예는 WLAN에서의 제1 전송 포인트에서 제2 전송 포인트로의 데이터 프레임을 전송하는 장치를 제공하며, 여기서, 데이터 프레임 트래픽은 등시성 스트림과 비동기 버스트를 모두 포함한다. 본 장치는 연속적인 서비스 구간동안 서비스 전송에 대한 액세스 타임을 스케줄링하기 위해 전송 포인트들 중 하나에 위치한 제1 콤포넌트를 포함한다. 각 서비스 구간은 특정 개수의 등시성 에폭을 포함하며, 적어도 몇개의 서비스 구간은 하나 이상의 비동기 에폭을 포함한다. 제1 콤포넌트는 예를 들어, WLAN의 AP에 위치하는 MAC용 하이브리드 조절기를 포함할 수 있다. 본 장치는 제 2 콤포넌트 - 등시성 스트림과 비동기 버스트를 연속하여 송수신하기 위해 제1 콤포넌트와 협력하여 동작하는 각 스테이션 및 AP에 위치한 트랜시버 - 를 더 포함할 수 있다.
<실시예>
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면과 함께 후술하는 상세한 설명을 참조하면 당업자에게는 명백하게 될 것이다.
본 발명의 여러 실시예의 제조 및 이용이 상세히 후술되지만, 본 발명은 여러 광범위한 특정 경우로 구체화될 수 있는 많은 이용가능한 창의적 개념을 제공함을 애해하여야 한다. 이하, 본 발명은 임의의 메모리에 대하여 설명될 것이다. 여기서 설명되는 특정 실시예는 본 발명을 제조 및 사용하는 특정 방식을 단지 예시하려는 것이며 본 발명의 범위를 국한하려는 것은 아니다.
본 발명은 WLAN에서 액세스 타임을 스케줄링하는 다양한 시스템을 제공한다. 본 발명에 따르면, 사용자 트래픽의 동적 요구 및 우선 순위를 충족시키도록 액세스 가용성이 조정될 수 있다. 따라서, 본 발명은 WLAN 트래픽 데이터에 대하여 액세스를 스케줄링할 때 선택된 QoS 레벨을 무선 매체에 제공한다.
이하, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 동작하기에 적합한 WLAN(10)이 도시되어 있다. WLAN(10)은, 예를 들어, AP(12)와 스테이션(14, 16)을 포함한다. 운용 WLAN은 보다 많은 스테이션을 포함할 수 있다. 또한, 도 1은 분산 시스템(18)에 접속된 AP(12)를 도시한다. 따라서, 통신 경로는 분산 시스템(18)에 또한 접속되는 AP(22)를 통해 AP(12)로부터 다른 WLAN(20)까지 설정될 수 있다. 따라서, WLAN(10)의 각 스테이션은 WLAN(20)의 스테이션(24)와 통신할 수 있다.
WLAN(10)에서 다운링크 전송은 AP(12)로부터 스테이션으로 향하며, 업링크 전송은 스테이션으로부터 AP(12)로 향하고, 사이드링크 전송은 스테이션 상호 간에 향하게 된다. WLAN(10)은 MAC 서브 레이어에 제공된다. WLAN(10)에서 데이터 전송을 위한 액세스는 후술하는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따라 스케줄링된다. 이러한 스케줄링은 등시성 스트림과 비동기 버스트 양자의 형태로 데이터 트래픽을 조정하며, 데이터양과 다른 파라미터의 연속 변동에 용이하게 적응한다. 따라서, 선택된 QoS는 본 발명의 실시예들에 따른 데이터 전송을 위한 액세스를 스케줄링함으로써 제공된다.
다운링크 전송에 있어서, AP(12)는 QoS 데이터일 수 있는 데이터 프레임, 또는, QoS Data+CF-Poll 또는 QoS Data+CF-Ack+CF-Poll과 같은 폴 프레임에 결합된 데이터 프레임을 전송한다. 업링크 또는 사이드링크 전송에 있어서, AP(12)는 QoS CF-Poll, QoS CF-Ack+CF-Poll, 또는 QoS Data+CF-Ack+CF-Poll 프레임과 같은 폴 프레임(poll frame)을 전송한다. 폴 프레임은 그 액세스 타임 내에서 이 스테이션으로부터 무선 매체로의 데이터 전송에 대하여 폴링된 스테이션에 특정 액세스 타임을 부여한다. 적절한 경우, QoS CF-Ack과 같은 긍정 응답 프레임이 데이터 프레임의 긍정 응답 수신에 대한 데이터 프레임의 말단의 쇼트 인터프레임 스페이스(Short Inter-Frame Space; SIFS) 내에서, 데이터 프레임의 어드레스된 수신처에 의해 데이터 프레임의 송신자에게 다시 전송된다.
도 2를 참조하면, 하이브리드(또는 액세스) 조절기(30)가 제공된 AP(12)가 도시되어 있다. 하이브리드 조절기(30)는 WLAN(10) 내의 데이터 전송을 위한 액세스를 스케줄링하는데 사용되는 WLAN(10)에서의 MAC 콤포넌트이다. 하이브리드 조절기(30)는 후술하는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 eCPU(32)와 스케줄링 액세스를 가진다.
도 2는 MAC 하드웨어 메모리(34)와 호스트 메모리(36)가 제공된 AP(12)를 또한 나타낸다. 다운링크 전송에 있어서, eCPU(32)는 데이터 프레임의 예측된 개시시간의 TD전에, 호스트 메모리(36)로부터 MAC 하드웨어 메모리(34)로의 액세스를 위한 다음 스케줄링된 등시성 스트림 또는 비동기 버스트의 데이터 프레임을 전송한다. WLAN(10)의 업링크 및 사이드링크 전송에 있어서, 하이브리드 조절기(30)의 에서 eCPU(32)는 이러한 폴 프레임의 예측 개시 시간의 시간 TP이전에 MAC 하드웨어 메모리(34)에서 폴 프레임을 준비한다. 폴 프레임과 함께 전송될 데이터가 있으면, 다운링크 전송과 관련하여 상술한 전송 절차가 뒤따르게 된다. 프레임은 트랜시버(38)에 의해 메모리(34)에서 무선 매체(39)로 전송된다.
도 3을 참조하면, 연속적인 서비스 구간 TSP,n, TSP,n+1으로 나누어진 WLAN(10) 내에 액세스를 스케줄링하기 위한 시간이 도시되어 있다. 또한, 등시성 스트림의 액세스가 스케줄링될 수 있는 구간인 두개의 등시성 에폭 TIEI및 TIE2를 포함하는 각 서비스 구간 내에 일련의 시간 계층이 도시되어 있다. 각 등시성 에폭은 TIE1에서 TPP1과 TPE1으로, TIE2에서 TPP2와 TPE2로 더 분할된다. TPP1과 TPP2는 등시성 스트림에 대한 주요 액세스 구간이며, TPE1과 TPE2는 후술하는 바와 같이 제2 또는 확장 액세스 구간이다.
도 3를 더 참조하면, 각 서비스 구간은 비동기 버스트에 대한 액세스 구간인 비동기 에폭 TAE1과 TAE2를 포함하는 것으로 도시되어 있다. 또한, 원하는 경우, 전송할 새로운 비동기 버스트를 갖는 스테이션에 의해 쇼트 데이터 프레임을 전송하고/하거나 액세스 시간을 예약하기 위한 (E)DCF 유사 경합 조정 방식을 구현하기위한 시간이 이들 에폭 동안 이용가능하게 될 수 있다. 따라서, 비동기 에폭 TAE1과 TAE2는 TAP1과 TC1및 TAP2와 TC2로 각각 더 분할된다. TAP1과 TAP2는 비동기 버스트에 대한 무경합 액세스를 제공하도록 할당된 구간인 반면, TC1과 TC2는 경합 조정용 액세스 구간이다.
본 발명의 일 실시예에서, 데이터의 액티브 등시성 스트림(즉, WLAN에서 전송을 위해 액세스 타임을 대기하는 스트림)은 두개의 스트림 리스트 LS1과 LS2로 각각 구성된다. LS1과 LS2에서의 스트림은 각 서비스 구간에 대하여 각각 TPP1과 TPP2구간 동안 스케줄링된 액세스 타임을 가지며, 스트림은 TPP1이 대략 TPP2와 동일하도록 각 리스트 사이에 배치된다. 스트림은 지연 바운드가 증가하도록 각 리스트에서 정렬되므로, 최소 지연 바운드(TDB)를 갖는 스트림이 리스트 상의 첫번째가 된다. 더욱이, 각 리스트에서의 스트림은 등시성 스트림의 변경시에 갱신되고, 각 서비스 구간에서 반복된 스케줄링 액세스 타임을 가지며, 확장 구간 TPE1과 TPE2동안 확장 액세스 타임을 가질 수 있다.
스트림 리스트 LS1과 LS2를 구성하는 하나의 알고리즘에서, 액티브 스트림의 인덱스 i는 TDB의 증가하는 값으로 정렬되어, i1, i2,..., ip를 제공한다. 액세스 타임 Ti1, Ti2,...,Tip는 그 후 각 연속적인 서비스 구간 TSP에 대하여 각 액티브 스트림 마다 결정된다. 그 후, 다음 절차가 연속적으로 루프된다:
For ij=i3 to ip:
TPP1이 TPP2미만이면, 인덱스 ij는 LS1에 첨부되고, TPP2은 TPP1+Tij로 설정;
그렇지 않으면, 인덱스 ij는 LS2에 첨부되고, TPP2는 TPP2+Tij로 설정.
이하, 도 3에 도시된 바와 같이, 스트림 리스트 LS1과 LS2의 컨텐츠는 각각 (i1, i2, i3) 및 (j1, j2, j3)로 표현된다.
도 3을 더 참조하면, 버스트 리스트 LB는 모든 액티브 비동기 버스트를 포함하는 것으로 도시된다. LB에서의 버스트는 버스트의 도달 시간이 증가하도록 정렬되고 사용자 우선순위 A-D를 가진다. 다음에 뒤따르는 비동기 구간 TAP1또는 TAP2에서의 액세스 타임은 선착순 서비스(FCFS) 순서로 리스트 LB에서 버스트에 할당되고, 리스트 LB는 각 비동기 버스트의 도달 또는 제거 시에 갱신된다.
버스트 리스트 LB를 구성하는 하나의 알고리즘에서, 액티브 버스트의 인덱스는 버스트 도달 시간이 증가하도록 정렬되어, v1, v2,..., vw를 제공한다. 버스트 vj는 버스트가 이러한 액세스 타임 내에서 완전히 전송되는지의 여부에 관계없이 그 할당된 액세스 타임이 개시할 때 LB에서 제거된다. 버스트 vk는 도달시에 LB에 첨부된다. 이러한 버스트이 도달은 버스트 vk에 대한 논제로 잔류 데이터 크기(nonzero Remaining Data Size) 또는 추가 전송(TX) 액세스 타임 디스크립터(Additional Access Time of the Transmit Descriptor)로 나타낸다. 액세스 타임이 개시할 때 LB에서 제거되었던 기존 버스트는 버스트가 그 시점에서 보다 많은 버퍼된 데이터를 가진다는 지시가 있으면 그 액세스 타임 후에 LB에 첨부된다. 새로운 버스트가 전송을 위해 스테이션 또는 AP에 도달하였다는 지시가 발견되는 경우 새로운 버스트는 LB에 첨부된다. 업링크/사이드링크 전송에 있어서, 그 지시는 이전의 주요 액세스 구간 또는 확장 구간에서의 폴(poll)에 응답하여 또는 이전의 (E)DCF 섹션에서의 경합에 의해 전송된 QoS 데이터 또는 QoS 널 프레임에서 나온다.
도 3에 도시된 타이밍 배치에서, 서비스 구간에 대한 시간 TSP는 다음으로부터 결정될 수 있다.
i∈ 모든 액티브 등시성 스트림
식 1에 도시된 관계에서, TSP, Min과 TSP, Max는 TSP에 대하여 미리 설정된 하한과 상한이며, 각각 12㎳와 20㎳로 선택되는 것이 바람직하지만, 여기에 국한되는 것은 아니다. TIAI,j및 TJB,i는 각각 i번째 등시성 스트림에 대한 내부 도달 구간(inter-arrival interval)과 지터 바운드(jitter bound)이다. TBeacon은 WLAN(10)의 AP에 의해 전송되는 동기화한 비컨 프레임의 주기이다. 따라서, 서비스 구간 TSP를 결정하기 위해서, 식 1에 나타낸 바와 같은 모든 허용된 등시성 스트림에 대한 다수의 파라미터의 하한이 우선 결정된다. 그 후, TSP는 이 최소값 또는 TSP,Min중에서 큰 것으로 선택된다.
도 4는 각 서비스 구간의 주요 액세스 구간 TPP1동안, 액세스 타임 Ti1, Ti2및 Ti3에 대하여 각각 스케줄링된 스트림 i1, i2 및 i3를 도시한다. 유사하게, 스트림 j1, j2 및 j3는 각 서비스 구간의 주요 액세스 구간 TPP2동안, 액세스 타임 Tj1, Tj2및 Tj3에 대하여 스케줄링된다. TPP1의 목표 개시 시간은 대응 서비스 구간 TSP의 개시와 일치한다. TPP2의 목표 개시 시간은 TSP-PP2이며, 대응 서비스 구간의 개시가 뒤따른다.
보다 상세하게는, TPP1과 TPP2이 다음 식에 의해 제공된다.
도 4를 더 참조하면, 스트림 i1, i2 및 i3은 연속 서비스 구간들 중 T'PP1구간 동안 실제로는 T'i1, T'i2, T'i3를 사용하는 것으로 도시되어 있다. T'PP1과 T'PP2는 다음과 같이 보다 구체적으로 나타내며, 여기서, T'PPi은 스케줄링된 액세스 구간 중에서 실제 사용된 액세스 시간이다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 다음 규약이 적용된다.
(1) T'i는 항상 Ti이하일 수 있다.
(2) T'i는 스케줄링된 것보다 일찍 시작할 수 있고, T'i의 구간이 Ti의 목표된 또는 스케줄링된 종료지점 만큼 이르게 종료되는 경우에만 Ti보다 클 수 있다.
따라서, 본 발명은 서비스 구간 TSP에서 등시성 스트림에 할당된 액세스 타임을 연장하는데 사용될 수 있는 액세스 구간 TPE1과 TPE2를 제공한다. 도 5는 서비스 구간의 등시성 에폭 TIE1중에서 스케줄링되는 확장 구간 TPE1및 그 후에 스케줄링되는 구간 TPE2를 나타낸다.T i가 서비스 구간 내의 스트림 i에 대하여 구간 TPE1또는 TPE2에 할당된 확장 액세스 타임이면,
T i는 Ti-또는 (Tn+ Ti- T'i)의 최소값이고, 여기서, T'i는 Ti에 기초하여 사용되는 실제 액세스 타임이고, Ti-는 스트림 i의 잔류 버퍼 데이터를 전송하기 위해 T'i후에 요구되는 추가 액세스 타임이고, Tn은 TSP,n의 개시에서 스트림 i에 의해 아직 사용되지 않은 적합한 액세스 타임이다. Tn은 Tn+1을 회귀적으로 결정하고, Tn+1=T n+Ti-T'i-T' i로서 다음 서비스 구간에 대해 유사한 계산으로 사용된다.
이하, 도 6을 참조하면, T'PE1과 T'PE2는 서비스 구간 TSP,n에 대한 확장 액세스 타임에 있어서 실제 사용되는 시간양이다. 타이밍 다이어그램(A)에 도시된 T'PE1은 스트림 i1과 i2에 각각 실제 사용되는 액세스 타임 확장인T' i1과T' i2의 합이다. 타이밍 다이어그램(B)에서, T'PE2는 스트림 j1, j2 및 j3에 각각 사용되는 액세스 타임 확장인T' j1,T' j2및T' j3의 합이다.T' i는 할당된 확장 액세스 타임T i중에서 실제 사용되는 확장 액세스 타임이고, T'PE1과 T'PE2는 다음과 같은 관계를 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 실제로 상요된 확장 액세스 타임T' i는 할당된 확장 액세스 타임T i이하일 수 있지만, 결코 크지는 않다. 또한, 서비스 구간 TSP,n에 대한 확장 액세스 타임 리스트 L'S1은, 실제 확장 구간 T'PE1이 다음 TPP1의 타겟된 또는 스케줄링된 개시의 |TPP2| 만큼 이전에 종료될 수 있도록 LS1의 전반부의 요소에 한정되어야 한다. |TPP2|는 서비스 구간 TSP,n에 대한 제2 스케줄링된 주요 액세스 구간의 길이고, 다음 TPP1은 서비스 구간 TSP,n+1에 대한 제1 스케줄링된 주요 액세스 구간이다.
유사한 방식으로, 서비스 구간 TSP,n에 대한 리스트 L'S2는, T'PE2가 다음 서비스 구간 TSP,n+1에 대한 TPP2의 타겟된 개시의 |TPP1| 만큼 전에 종료되도록 LS2의 전반부의 요소에 한정되어야 한다. |TPP1|은 서비스 구간 TSP,n+1에 대한 제1 스케줄링된 주요 액세스 구간의 길이이다. 도 6의 타이밍 다이어그램에서, 서비스 구간과 관련된 액세스 타임 확장은, 상기 기준이 만족된다면, 다음에 뒤따르는 서비스 구간으로 확장될 수 있음을 알 수 있다. 이러한 특징은 액세스 타임 스케줄링 프로세스에서 유연성과 효율성을 향상시킨다.
이하, 도 7을 참조하면, 각 서비스 구간은 실제 사용되는 등시성 에폭 T'IE2은 뒤따르는 비동기 에폭 TAE1내에 있는 TAP1버스트 액세스 구간과, 실제 사용되는 등시성 에폭 T'IE2후에 발생하는 비동기 에폭 TAE2내에 있는 다른 버스트 액세스 구간 TAP2를 포함한다. Tv가 버스트 v에 대하여 다음 구간 TAP1또는 TAP2에 할당된 액세스 타임이면, LB내의 버스트에 순차적으로 액세스가 부여되고 TAP1또는 TAP2중 다음에 오는 것에서 발생한다. 보다 상세하게는,
TAPK는 TPP1이든 TPP2이든 다음 스케줄링된 주요 액세스 구간의 종료 전에 TC-MIN에서 종료하여야 한다. TC-MIN은 경합 액세스에 대하여 제공되는 최소 구간이다.
각각의 버스트 v에 대하여 사용자 우선순위를 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 하나의 배치에서 각 버스트에는 액세스 타임 Tv이 할당되고, 여기서 V=A, B, C 또는 D, A<B<C<D 이다. 각 우선순위의 버스트에 대한 액세스 타임은 TA=WAxTO, TB=WBxTO, TC=WCxTO및 TD=WDxTO이다. Wv는 WA=1, WB=2, WC=3 및 WD=4와 같은 가중치이다. TO는 가중치로부터 그리고 각 버스트 구간 TAP1또는 TAP2의 개시에서 각각의 우선순위의 버스트 개수로부터 유도될 수 있다.
이하, 도 8을 참조하면, 타이밍 다이어그램 (A)는 등시성 스트림에서 완전히 사용된 서비스 구간 TSP,n에는 실제 사용된 버스트 구간 T'AP1또는 T'AP2이 없음을 나타낸다. 타이밍 다이어그램 (B)에서, 서비스 구간 TSP,n+1은 버스트 b8과 c5에 대하여 사용되는 액세스 시간량인 실제 사용된 버스트 구간 T'AP2를 제외하면, 실제 사용된 버스트 구간 T'AP1를 포함하지 않는다. 보다 일반적으로는, T'v가 할당된 타임 Tv중에서 실제 사용된 액세스 타임이면, 해당 버스트 구간 T'AP1또는 T'AP2에서 누적 버스트에 대한 총 실제 액세스 타임은 다음과 같이 주어진다.
본 발명의 일 실시예에서, T'APK는 할당된 구간 TAPK이하일 수 있지만, 결코 크지는 않다. T'APK+TC-MIN이 다음의 주요 액세스 구간 TPP1또는 TPP2의 스케줄링된 개시 이전에 종료하도록 버스트 리스트 L'B이 한정되어야 한다.
스트림과 버스트에 대한 액세스 타임의 스케줄링 구현 시에, LS1과 LS2에서의 스트림 및/또는 LB에서의 버스트의 인덱스들은 데이터 구조에서 대응하는 스트림 또는 버스트의 TX 디스크립터 파라미터의 일부이다. 액티브 스트림와 버스트의 TX 디스크립터를 저장하기 위한 특정 메모리 공간이 미리 마련된다.
스트림 또는 버스트의 TX 디스크립터는 잔류 데이터 크기 또는 추가 액세스 타임을 포함한다. 다운링크 전송에 있어서, 이러한 아이템은 스트림 또는 버스트로의 새로운 데이터 도래 후에, 또는 스트림 또는 버스트의 프레임의 성공적 전송후에 갱신된다. 업링크 및 사이드링크 전송에 있어서, 이러한 아이템은 스트림 또는 버스트이 프레임의 AP에 의한 수신 후에 갱신되고, 수신된 프레임은 그 잔류 데이터 크기 또는 추가 액세스 타임을 나타낸다. TX 디스크립터는 평균 데이터 레이트 및 지연 바운드와 같은 스케줄링 파라미터를 더 포함한다. 스테이션은 그 자신의 업링크와 사이드링크 스트림 및 버스트에 대한 TX 디스크립터를 유지한다. AP는 업링크와 사이드링크 스트림 및 버스트 뿐만 아니라 다운링크에 대해서도 TX 디스크립터 리스트를 유지하고, 업링크와 사이드링크 스트림 및 버스트에 대한 TX 디스크립터는 잔류 데이터 크기 또는 추가 액세스 타임에 더하여 기타 파라미터를 포함하도록 감축된다. AP에서 TX 디스크립터는 다운링크에 대한 것인지 업링크/사이드링크에 대한 것인지를 가리키는 파라미터와 스트림용인지 버스트용인지를 가리키는 파라미터를 또한 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 새로운 스트림이 액세스 타임 스케줄링에 대하여 허용되어야 하는지를 결정하기 위한 절차를 포함한다. 이러한 절차에서, 다수의 이전 서비스 구간 각각의 등시성 에폭 동안 사용되는 총 액세스 타임은 추적되거나 모니터되어, 새로운 스트림에 의해 요구되는 액세스 타임이 산출된다. 그 후, 이 정보는 새로운 스트림이 허용 또는 거부될 지를 결정하는데 사용된다.
여기서 설명된 실시예와 예시들은 본 발명 및 그 실제 응용을 가장 잘 설명하여 당업자에게 본 발명을 제조 및 사용할 수 있도록 하기 위해 제시된 것이다. 그러나, 당업자는 상술한 설명 및 예들은 단지 예시의 목적임을 인식할 것이다. 상술한 바와 같은 설명은 본 발명의 속속들이 규명하거나 개시된 형태로 국한시키려는 것은 아니다. 상술한 교시에 따라 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 많은 변경과 변형이 가능하다.
이상과 같은 본 발명에 따르면, 데이터 레이트 및 지연 바운드(delay bound)와 같은 선택된 서비스 질(QoS)에 따라 WLAN에서 데이터 전송을 위해 무경쟁 액세스 타임을 스케줄링하는 시스템을 제공할 수 있다.

Claims (11)

  1. WLAN 내의 제1 전송 포인트에서 제2 전송 포인트로 데이터 프레임 - 상기 데이터 프레임은 등시성 스트림과 비동기 버스트를 모두 포함하고 특정 파라미터 값에서 변동하는 것을 특징으로 함 - 을 전송하기 위한 액세스 타임을 스케줄링하는 방법에 있어서,
    특정 개수의 등시성 에폭(isochronous epoch)을 각각 포함하는 일련의 서비스 구간을 정의하는 단계;
    각각이 동일 서비스 구간의 등시성 에폭을 바로 뒤따르는 적어도 하나의 비동기 에폭(asynchronous epoch)을 포함하도록 적어도 하나의 서비스 구간을 조절하는 단계; 및
    상기 등시성 에폭 동안에만 상기 등시성 스트림에 대하여 그리고 상기 비동기 에폭 동안에만 상기 비동기 버스트에 대하여 상기 액세스 타임을 스케줄링하는 단계를 포함하는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 등시성 에폭은 주요 액세스 구간(primary access control)을 포함하고, 확장 구간(extension period)을 포함하기에 적합하며, 상기 등시성 스트림 중의 적어도 하나는 상기 각각의 주요 액세스 구간 동안 액세스 타임이 스케줄링되고, 상기 스케줄링된 등시성 스트림 중의 적어도 하나는 상기 확장 구간 동안 추가적인 액세스 타임이 제공되는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 등시성 에폭은 주요 액세스 구간과 확장 구간을 포함하고, 상기 확장 구간은 다음에 뒤따르는 스케줄링된 주요 액세스 구간을 수용할 수 있도록 충분한 액세스 타임이 남겨지는 범위까지 다음에 뒤따르는 스케줄링된 등시성 에폭 내로 확장가능한 액세스 타임 스케줄링 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 주요 구간 중의 한 구간 동안에서의 실제 액세스 타임은 상기 대응 스케줄링된 액세스 타임보다 빠르게 개시할 수 있지만 늦게 끝나지는 않으며, 상기 확장 구간 중의 하나의 구간 동안에서 실제로 사용되는 액세스 타임의 양은 상기 대응 스케줄링된 액세스 타임을 초과하지 않을 수도 있는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 비동기 에폭은 비동기 버스트 구간과 경합 구간을 포함하고, 상기 비동기 버스트 중의 적어도 하나는 상기 각각의 버스트 구간 동안 액세스 타임이 부여되는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 각각의 비동기 에폭은 상기 다음에 뒤따르는 주요 액세스 구간의 스케줄링된 개시 전에 종료하는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 버스트 구간 중의 하나의 구간 동안에서 실제로 사용되는 상기 액세스 타임의 양은 상기 대응 스케줄링된 액세스 타임을 초과하지 않는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 각각의 비동기 버스트는 버스트 리스트에 포함되는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    각각의 비동기 버스트는 특정 가중치에 기초하여 액세스 타임이 할당되는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    특정 서비스 구간의 길이는 미리선택된 최대값과 최소값으로부터 그리고 상기 특정 서비스 구간을 결정하는 시점에서 활성인 등시성 스트림에 대한 특정 파라미터값으로부터 결정되는 액세스 타임 스케줄링 방법.
  11. WLAN 내의 제1 전송 포인트에서 제2 전송포인트로 데이터 프레임 - 상기 데이터 프레임 트래픽은 등시성 스트림과 비동기 버스트를 모두 포함함 - 을 전송하는 장치에 있어서,
    일련의 서비스 구간 동안 - 각각의 서비스 구간은 특정 개수의 등시성 에폭을 포함하고 상기 서비스 구간들 중 적어도 하나는 적어도 하나의 비동기 에폭을 포함함 - 제1 전송 포인트에서 상기 데이터 트래픽을 전송하기 위한 액세스 타임을 스케줄링하는 제1 콤포넌트; 및
    상기 제1 전송 포인트에서 상기 제1 콤포넌트와 협력하여 동작하여 등시성 에폭 동안에 등시성 스트림을 그리고 비동기 에폭 동안에 비동기 버스트를 연속적으로 송수신하는 제2 콤포넌트를 포함하는 데이터 프레임 전송 장치.
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