KR200415521Y1 - 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는메쉬 포인트 - Google Patents

무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는메쉬 포인트 Download PDF

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KR200415521Y1 KR2020060005320U KR20060005320U KR200415521Y1 KR 200415521 Y1 KR200415521 Y1 KR 200415521Y1 KR 2020060005320 U KR2020060005320 U KR 2020060005320U KR 20060005320 U KR20060005320 U KR 20060005320U KR 200415521 Y1 KR200415521 Y1 KR 200415521Y1
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Abstract

특정의 경로에 있는 소스 MP에게 그 경로 내의 각각의 MP가 지원할 수 있는 허용된 데이터 레이트를 보고함으로써, 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 메쉬 포인트(MP)가 제공된다. 소스 MP는, 그 경로를 거쳐, 목적지 MP로 보내지는 흐름 식별 번호(flow identification)(ID) 필드 및 가용 데이터 레이트(available data rate) 필드를 포함하는 데이터 패킷을 전송한다. 동일한 필드들을 포함하는 확인 응답(acknowledgement)(ACK) 패킷은 데이터 패킷에 응답하여 전송된다. 소스 MP는 ACK 패킷 내의 가용 데이터 레이트 필드에 따라 데이터 레이트를 조정한다. 대안으로서, 그 경로 상에 정체가 존재한다는 것을 나타내기 위해, 정체 표시(congestion indication) 필드가 가용 데이터 레이트 필드 대신에 사용될 수 있다. 게다가, 데이터 흐름에 대한 서비스 품질(quality of service, QoS) 파라미터를 나타내는 QoS 필드는 데이터 패킷 및 ACK 패킷에 포함될 수 있다.
메쉬 네트워크, 흐름 제어, RTS, CTS, ACK 패킷

Description

무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 메쉬 포인트{A MESH POINT FOR SUPPORTING DATA FLOW CONTROL IN A WIRELESS MESH NETWORK}
도 1은 본 고안이 구현되는 메쉬 네트워크를 나타낸 도면.
도 2는 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 데이터 패킷을 나타낸 도면.
도 3은 본 고안에 따른 명시적 레이트-기반 흐름 제어(explicit rate-based flow control)를 지원하는 MAC 헤더를 갖는 데이터 패킷을 나타낸 도면.
도 4는 흐름 제어를 지원하는 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 ACK 패킷을 나타낸 도면.
도 5는 본 고안에 따른 명시적 레이트-기반 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더를 갖는 ACK 패킷을 나타낸 도면.
도 6은 본 고안에 따른 엔드-투-엔드 ACK 메카니즘을 사용하여 데이터 패킷 흐름 제어를 지원하는 프로세스의 예시적인 시그널링 다이어그램.
도 7은 본 고안에 따라 QoS에 기초하여 명시적 레이트-기반 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더를 갖는 데이터 패킷을 나타낸 도면.
도 8, 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 본 고안에 따른 "홉별(hop-by-hop)" ACK 메카니즘을 사용하여 데이터 패킷 흐름 제어를 지원하는 프로세스의 예시적인 시그널 링 다이어그램.
도 10은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 RTS(request-to-send) 패킷을 나타낸 도면.
도 11은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 메쉬 RTS 패킷을 나타낸 도면.
도 12는 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더를 갖는 RTS 패킷을 나타낸 도면.
도 13은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 CTS(clear-to-send) 패킷을 나타낸 도면.
도 14는 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더를 갖는 종래 기술의 메쉬 CTS 패킷을 나타낸 도면.
도 15는 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더를 갖는 CTS 패킷을 나타낸 도면.
도 16은 흐름 제어를 지원하기 위해 정체 표시를 사용하는 MAC 헤더를 갖는 데이터 패킷을 나타낸 도면.
도 17은 흐름 제어를 지원하기 위해 정체 표시를 사용하는 MAC 헤더를 갖는 ACK 패킷을 나타낸 도면.
도 18은 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 도 1의 메쉬 네트워크에서 사용되는 MP의 예시적인 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
102: 메쉬 포인트(MP)
1805: MAC 엔티티
1810: PHY 엔티티
1815: 흐름 제어기
본 고안은 무선 통신 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 고안은 복수의 메쉬 포인트(mesh point, MP)를 포함하는 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
메쉬 무선 근거리 통신망(WLAN)은 IEEE 802.11 링크를 통해 상호 연결된 복수의 MP를 포함하는 IEEE 802.11-기반 무선 분배 시스템(wireless distribution system, WDS)이다. 메쉬 네트워크 상의 각각의 MP는 다른 MP에 대한 라우터로서 기능하면서 그 자신의 트래픽을 수신 및 전송한다. 각각의 MP는 효율적인 네트워크를 자동적으로 구성할 수 있고 또 특정의 MP가 언제 과부하 상태로 되는지 또는 이용가능하지 않게 되는지를 조정할 수 있는 기능을 갖는다. 메쉬 네트워크의 이점으로는 설정의 용이성(ease of setup), 자기 구성(self-configuring), 자기 치유(self-healing), 신뢰성, 기타 등등이 있다.
흐름 제어는 트래픽 경로에 있는 모든 수신 노드가 데이터 오버플로우(data overflow)없이 들어오는 데이터 모두를 처리할 수 있도록 보장하기 위해 네트워크 에서의 한 노드로부터 다른 노드로의 데이터의 흐름을 동적으로 조정한다. 여러가지 종류의 네트워크(예를 들어, 비동기 전송 모드(ATM), 전송 제어 프로토콜(TCP)/인터넷 프로토콜(IP), 기타 등등)에 대하여 흐름 제어 알고리즘이 개발되어 있다. 그렇지만, 무선 메쉬 네트워크에서의 흐름 제어는 빈번한 재라우팅(re-routing), 대역폭 변동(bandwidth fluctuation) 및 무선 링크 상의 자원의 부족 등의 새로운 과제를 제공한다. IEEE 802.11 무선 매체 접근 제어(MAC)는 포인트-투-포인트 연결은 다루고 있지만 메쉬 네트워크의 릴레이(relay) 및 포워드(forward) 기능에 대해서는 언급하고 있지 않다.
본 고안은 특정의 경로에 있는 소스 MP에, 그 경로 내의 각각의 MP가 지원할 수 있는 허용된 데이터 레이트를 보고함으로써 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 방법 및 장치를 제공한다. 소스 MP는, 그 경로를 거쳐, 목적지 MP로 보내지는 흐름 식별 번호(flow identification)(ID) 필드 및 가용 데이터 레이트(available data rate) 필드를 포함하는 데이터 패킷을 전송한다. 동일한 필드들을 포함하는 확인 응답(acknowledgement)(ACK) 패킷은 데이터 패킷에 응답하여 전송된다. 소스 MP는 ACK 패킷 내의 가용 데이터 레이트 필드에 따라 데이터 레이트를 조정한다.
다른 대안으로서, 정체가 그 경로 상에 존재함을 나타내기 위해, 정체 표시(congestion indication) 필드가 가용 데이터 레이트 필드 대신에 사용될 수 있다.
게다가, 데이터 흐름에 대한 서비스 품질(quality of service, QoS) 파라미 터를 나타내는 QoS 필드는 데이터 패킷 및 ACK 패킷에 포함될 수 있다.
예로서 주어지고 또 첨부 도면과 관련하여 이해되는 양호한 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 본 고안이 보다 상세히 이해될 수 있다.
이후부터, 용어 "MP"는 노드-B, 기지국, 사이트 제어기(site controller), 액세스 포인트(AP), 무선 송수신 유닛(WTRU), 송수신기, 사용자 장비(UE), 이동국(STA), 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저 또는 무선 환경에서의 임의의 다른 유형의 인터페이스 장치를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 고안의 특징은 집적 회로(IC)에 포함되거나 다수의 상호 연결 구성요소를 포함하는 회로로 구성될 수 있다.
도 1은 본 고안이 구현되는 메쉬 네트워크(100)를 나타낸 것이다. 메쉬 네트워크(100)는 복수의 MP(102a-102g)를 포함한다. 각각의 MP는 하나 이상의 이웃 MP(102)에 연결되어 있고, 다른 MP(102)에 대한 라우터로서 기능하면서 그 자신의 트래픽을 수신 및 전송한다. 소스 MP(102)에 의해 전송된 데이터 패킷은 하나 이상의 홉을 통해 목적지 MP(102)로 라우팅된다. 예를 들어, MP(102a)에 의해 전송된 데이터 패킷은 MP(102e)를 통해 MP(102g)로 라우팅될 수 있다. 각각의 MP(102)는 무선 환경에서의 가용 대역폭을 결정하고 이 정보를 적시에 소스 MP(102)로 신호한다. 상기 예에서, MP(102e, 102g)는 그 경로를 통해 이용가능한 데이터 흐름의 데이터 레이트를 MP(102a)에 알려주는 메시지를 MP(102a)로 전송할 수 있다.
본 고안의 일 실시예에 따르면, 소스 MP(102)가 (0개 이상의 중간 MP(102)를 통해) 목적지 MP(102)로 데이터 패킷을 전송할 때, 목적지 MP(102)는 소스 MP(102)에 적절한 데이터 레이트를 알려주는 ACK 패킷을 반송한다. 목적지 MP(102)로의 데이터 패킷의 경로에 있는 각각의 MP(102)는 가용 데이터 레이트를 결정하고 데이터 패킷을 그 다음 MP(102)로 포워드하기 전에 데이터 패킷의 MAC 헤더에 포함되어 있는 가용 데이터 레이트 필드를 갱신한다. 목적지 MP(102)는 경로 내의 모든 MP(102)에 의해 갱신되는 가용 데이터 레이트를 인식하고 가용 데이터 레이트 정보를 갖는 ACK 패킷을 소스 MP(102)로 반송한다.
도 2는 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(205)를 갖는 종래 기술의 데이터 패킷(200)을 나타낸 것이다.
도 3은 본 고안에 따라 명시적 레이트-기반 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더(305)를 갖는 데이터 패킷(300)을 나타낸 것이다. 흐름 ID 필드(310) 및 가용 데이터 레이트 필드(315)는 데이터 패킷(300)의 MAC 헤더(305)에 부가되어 있다. 데이터 패킷(300) 내의 흐름 ID 필드(310)는 고려 중인 현재의 데이터 패킷 흐름을 식별해준다. 데이터 패킷(300) 내의 가용 데이터 레이트 필드(315)는 소스 MP(102)에 의한 요청된 데이터 레이트(즉, 대역폭) 또는 특정의 경로 상의 각각의 MP(102)가 제공할 수 있는 가용 데이터 레이트를 나타낸다.
도 4는 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(405)를 갖는 종래 기술의 ACK 패킷(400)을 나타낸 것이다.
도 5는 본 고안에 따라 명시적 레이트-기반 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더(505)를 갖는 ACK 패킷(500)을 나타낸 것이다. 흐름 ID 필드(510) 및 가용 데이터 레이트 필드(515)가 ACK 패킷(500)의 MAC 헤더(510)에 부가되어 있다. ACK 패킷(500) 내의 흐름 ID 필드(510)는 고려 중인 현재의 데이터 패킷을 식별해준다. 데이터 패킷(500) 내의 가용 데이터 레이트 필드(515)는 흐름 ID 필드(510)에 의해 식별되는 데이터 패킷 흐름을 전송하기 위해 소스 MP(102)가 사용할 수 있는 가용 데이터 레이트를 나타낸다.
도 6은 본 고안에 따라 엔드-투-엔드 ACK 메카니즘을 사용하여 데이터 패킷 흐름 제어를 지원하는 프로세스(600)의 예시적인 시그널링 다이어그램이다. 도 6에서 예로서 2개의 중간 MP(604, 606)가 도시되어 있지만, 목적지 MP(608)로의 경로에 3개 이상 또는 2개 미만의 중간 MP가 있을 수 있다. 소스 MP(602)는 중간 MP(604)로 데이터 패킷(300)을 전송한다(단계 610). 중간 MP(604)는 그 다음 중간 MP(606)로 데이터 패킷(300)을 포워드하고(단계 612), 중간 MP(606)는 차례로 데이터 패킷(300)을 목적지 MP(608)로 포워드한다(단계 614).
중간 MP(604)가 데이터 패킷(300)을 수신할 때, MP(604)는 데이터 패킷(300)의 가용 데이터 레이트 필드(315) 내의 값(이 값은 최초에 소스 MP(602)에 의한 요청된 데이터 레이트에 대한 값으로 설정됨)을 판독하고, 가용 데이터 레이트 필드(315) 내의 데이터 레이트가 MP(604)에 의해 지원될 수 있는지를 검사한다. 데이터 레이트가 지원될 수 있는 경우, 중간 MP(604)는 가용 데이터 레이트 필드(315)를 변경하지 않고 데이터 패킷(300)을 그 다음 중간 MP(606)로 포워드한다. 중간 MP(604)가 가용 데이터 레이트 필드(315) 내의 데이터 레이트를 지원할 수 없는 경우, 중간 MP(604)는 가용 데이터 레이트 필드(315)를 중간 MP(604)에서의 가용 데 이터 레이트로 갱신한다.
목적지 MP(608)로의 경로 상의 각각의 중간 MP(604, 606)에서 동일 절차가 반복된다. 각각의 MP는 가용 데이터 레이트 필드(315)를, 각각의 MP가 지원할 수 있는 가용 데이터 레이트로 갱신한다. 중간 MP(604, 606)는 채널 점유도 측정 또는 버퍼 점유도 측정 중 어느 하나에 기초하여 가용 데이터 레이트를 결정한다.
목적지 MP(608)는 가용 데이터 레이트 파라미터(즉, 경로 상의 중간 MP(604, 606) 모두에 의해 가용 데이터 레이트 필드(315)에 기입된 최소 가용 데이터 레이트)를 판독하고, 가용 데이터 레이트 필드(515) 내의 가용 데이터 레이트 정보를 갖는 엔드-투-엔드 ACK 패킷(500)을 소스 MP(602)로 전송한다(단계 616, 618, 620). ACK 패킷(500)은, 도 6에 도시한 바와 같이, 동일 경로를 통해 소스 MP(602)로 반송될 수 있거나, 다른 경로를 취할 수 있다. 소스 MP(602)가 ACK 패킷(500)을 수신할 때, 소스 MP(602)는 ACK 패킷(500) 내의 가용 데이터 레이트 필드(515) 내의 값을 판독하고 그에 따라 그의 데이터 레이트를 조정한다.
선택적으로, MP(602-608)는 트래픽 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 결정함에 있어서 각각의 액세스 클래스에 대한 QoS 요건을 고려할 수 있다. 도 7은 본 고안에 따라 명시적 레이트-기반 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더(705)를 갖는 데이터 패킷(700)을 나타낸 것이다. MAC 헤더(705)는 흐름 ID 필드(710), 가용 데이터 레이트 필드(715) 및 QoS 필드(720)를 포함한다. QoS 필드(720)는 데이터 흐름 또는 다른 QoS 파라미터의 액세스 클래스를 식별해준다. QoS 파라미터는 지연 요건, 대역폭 요건, 기타 등등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 이들 파라미터는 패킷이 목적지에 도달하기 전에 그 패킷이 얼마만큼의 지연을 허용할 수 있는지를 결정하기 위해 어떤 경우에 패킷의 남아 있는 수명 등을 제외하고는 변경되지 않는다. MP는 더 높은 액세스 클래스 흐름을 수용하기 위해 더 낮은 우선순위의 액세스 클래스를 갖는 데이터 흐름에 대한 데이터 레이트를 감소시킬 수 있다. 특정의 우선순위 액세스를 갖는 데이터 흐름은 이 흐름이 요구하는 데이터 레이트의 범위를 식별해줄 수 있다. MP는 이 범위 내의 각각의 데이터 흐름을 수용하려고 시도할 수 있다. MP가 더 많은 자원을 가지고 있는 경우, MP는 데이트 흐름에 대한 더 많은 대역폭을 제공할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 가용 데이터 레이트는 각각의 MP에서 결정되며, 이 정보는 "홉별(hop-by-hop)" ACK 메카니즘을 사용하여 소스 MP로 신호된다. 도 8은 "홉별" ACK 메카니즘을 사용하여 데이터 패킷 흐름 제어를 지원하는 프로세스(800)의 예시적인 시그널링 다이어그램이다. 예로서 도 8에는 2개의 중간 MP(804, 806)가 도시되어 있지만, 목적지 MP(808)로의 경로에 3개 이상 또는 2개 미만의 중간 MP(804, 806)가 있을 수 있다. 이 실시예에 따르면, MP가 데이터 패킷 또는 ACK 패킷을 수신할 때마다, MP는 새로운 가용 데이터 레이트로 그의 데이터베이스를 갱신하고, 그 다음 라운드(round)에서 이 갱신된 가용 데이터 레이트로 응답한다. 병목 구간이 소스 MP(802)로부터 N개의 MP만큼 떨어져 있는 경우, 소스 MP(802)가 정확한 가용 데이터 레이트로 그 자신을 갱신할 때까지 N번의 왕복 지연이 있게 된다.
도 8을 참조하면, 소스 MP(802)는 중간 MP(804)로 데이터 패킷을 전송한다( 단계 810). 중간 MP(804)는 데이터 패킷을 그 다음 중간 MP(806)로 포워드하기(단계 814) 전에 ACK 패킷을 소스 MP(802)로 전송한다(단계 812). 중간 MP(804)가 데이터 패킷을 수신할 때, 중간 MP(804)는 데이터 패킷의 가용 데이터 레이트 필드 내의 값(이 값은 최초에 소스 MP(802)에 의한 요청된 데이터 레이트에 대한 값으로 설정됨)을 판독하고, 가용 데이터 레이트 필드 내의 레이트가 중간 MP(804)에 의해 지원될 수 있는지를 검사한다. 이 레이트가 지원될 수 있는 경우, 중간 MP(804)는 ACK 패킷을 소스 MP(802)로 전송하고 동일 값으로 데이터 패킷을 그 다음 중간 MP(806)로 포워드한다. 중간 MP(804)가 요청된 데이터 레이트를 지원할 수 없는 경우, 중간 MP(804)는 ACK 패킷을 MP(802)로 전송하고 또한 데이터 패킷을 MP(806)로 포워드하며, 가용 데이터 레이트 필드 내의 갱신된 값은 중간 MP(804)에서의 가용 데이터 레이트를 갖는다.
목적지 MP(808)로의 경로 상의 그 다음 중간 MP(806)에서 동일한 절차가 반복된다. 중간 MP(806)는 데이터 패킷을 수신하고 ACK 패킷을 MP(804)로 전송하며(단계 816), 데이터 패킷을 목적지 MP(808)로 포워드한다(단계 818). 각각의 MP는 가용 데이터 레이트 필드를 각각의 MP가 지원할 수 있는 가용 데이터 레이트로 갱신한다.
목적지 MP(808)는 가용 데이터 레이트 파라미터(즉, 중간 MP(806)에 의해 기입된 가용 대역폭)를 판독하고, 이어서 ACK 패킷을 중간 MP(806)로 전송한다(단계 820). 각각의 MP(802, 804, 806)가 ACK 패킷을 수신할 때, MP(802, 804, 806)는 ACK 패킷의 가용 데이터 레이트 필드 내의 값들에 기초하여 가용 데이터 레이트를 설정한다.
이 실시예에 따르면, 엔드-투-엔드 ACK 메시지가 필요없으며, 현재의 IEEE 802.11 표준에 최소한의 변경이 요구된다. 이 실시예는 요구되는 수렴 시간(convergence time)으로 인해, 네트워크 상황의 변동에 대한 더 느린 적응을 제공한다. 수렴 시간은 병목 구간 MP가 소스 MP로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지에 의존한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 고안에 따른 복수의 MP(902, 904, 906, 908, 910, 912)를 포함하는 홉별 ACK 메카니즘의 예시적인 시그널링 다이어그램이다. 이 예에서, 소스 MP(902)에 의한 요청된 데이터 레이트는 4Mbps이지만, MP(904-912) 모두가 요청된 데이터 레이트를 지원할 수 있는 것은 아니다. 이 예에서의 병목 구간은 단지 1Mbps를 지원할 수 있는 4번째 MP(908)이다. 예시된 바와 같이, 소스 MP(902)는 3번의 왕복 후에 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 인식한다.
도 9a에 도시된 첫번째 라운드에서, 소스 MP(902)는 4Mbps의 요청된 데이터 레이트를 갖는 데이터 패킷을 전송한다. 그렇지만, MP(904)에서의 가용 대역폭은 단지 3Mbps이다. 따라서, 그 다음 MP(904)는 가용 데이터 레이트로서 3Mbps를 갖는 ACK 패킷을 반송한다. 소스 MP(902)는 ACK 패킷을 수신한 후에 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 3Mbps로 갱신한다. 동시에, MP(904)는 데이터 패킷을 3Mbps의 갱신된 가용 데이터 레이트로 MP(906)로 포워드한다.
MP(906)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 2Mbps이다. 따라서, MP(906)는 ACK 패킷을 가용 데이터 레이트 2Mbps로 MP(904)로 전송한다. MP(904)는 이 흐름 에 대한 가용 데이터 레이트를 2Mbps로 갱신한다. MP(906)는 가용 데이터 레이트 필드를 2Mbps로 갱신한 후에 데이터 패킷을 MP(908)로 전송한다.
MP(908)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 1Mbps이다. 따라서, MP(908)는 ACK 패킷을 가용 데이터 레이트 1Mbps로 MP(906)로 전송한다. MP(906)는 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 1Mbps로 갱신한다. MP(908)는 가용 데이터 레이트 필드를 1Mbps로 갱신한 후에 데이터 패킷을 MP(910)로 전송한다.
MP(910)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 3Mbps이다. 따라서, MP(910)는 ACK 패킷을 동일 레이트 1Mbps로 MP(908)로 전송한다. MP(908)에서 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트의 갱신이 일어나지 않는다. MP(910)는 이전에 갱신된 가용 데이터 레이트 1Mbps로 데이터 패킷을 목적지 MP(912)로 전송하고 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 1Mbps로 갱신한다.
MP(912)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 2Mbps이다. 따라서, MP(912)는 ACK 패킷을 동일 가용 데이터 레이트 1Mbps로 MP(910)로 전송한다. 목적지 MP(912)는 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 1Mbps로 갱신한다. 첫번째 라운드에서, MP(902, 904, 906, 910, 912)는 이 흐름에 대한 그의 가용 데이터 레이트를 다른 값으로 갱신하였다.
도 9b에 도시한 두번째 라운드에서, 동일한 절차가 반복된다. 두번째 라운드에서, MP(902)는 첫번째 라운드에서 갱신된 3Mbps의 가용 데이터 레이트 필드를 갖는 데이터 패킷을 MP(904)로 전송한다. MP(904)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 2Mbps이다. 따라서, MP(904)는 ACK 패킷을 가용 데이터 레이트 2Mbps로 MP(902)로 전송한다. MP(902)는 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 2Mbps로 갱신한다. MP(904)는 가용 데이터 레이트 필드를 2Mbps로 갱신한 후에 데이터 패킷을 MP(906)로 전송한다.
MP(906)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 1Mbps이다. 따라서, MP(906)는 ACK 패킷을 1Mbps의 가용 데이터 레이트로 MP(904)로 전송한다. MP(904)는 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 1Mbps로 갱신한다. MP(906)는 가용 데이터 레이트 필드를 1Mbps로 갱신한 후에 데이터 패킷을 MP(908)로 전송한다. 데이터 패킷은 이어서 가용 데이터 레이트 필드가 갱신되지 않으면서 MP(908, 910)를 거쳐 목적지 MP(912)로 포워드된다.
도 9c에 도시된 세번째 라운드에서, MP(902)는 두번째 라운드에서 갱신된 2Mbps의 가용 데이터 레이트 필드를 갖는 데이터 패킷을 MP(904)로 전송한다. MP(904)에서의 가용 데이터 레이트는 현재 1Mbps이다. 따라서, MP(904)는 ACK 패킷을 1Mbps의 가용 데이터 레이트로 MP(902)로 전송한다. MP(902)는 이 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 1Mbps로 갱신한다. MP(904)는 가용 데이터 레이트 필드를 1Mbps로 갱신한 후에 데이터 패킷을 MP(906)로 전송한다. 이어서, 데이터 패킷은 가용 데이터 레이트 필드를 갱신하지 않고 MP(906, 908, 910)를 거쳐 목적지 MP(912)로 포워드된다. 세번째 라운드 후에, MP(902)에서의 가용 데이터 레이트는 그 경로 상의 정확한 가용 데이터 레이트인 1Mbps로 갱신된다.
본 고안의 제3 실시예에 따르면, 각각의 MP에서의 가용 대역폭은 RTS 패킷 및 CTS 패킷을 사용하여 갱신된다. 이 실시예에서, 소스 MP는 RTS 패킷(또는 흐름 추가 요청(Add Flow Request) 메시지)을 흐름 ID 및 요청된 데이터 레이트와 함께 목적지 MP로 전송한다. RTS 패킷은 선택적으로 요청된 QoS를 나타내는 QoS 필드를 가질 수 있다. 목적지 MP가 RTS(또는 흐름 추가 요청(Add Flow Request) 프레임)를 수신할 때, 목적지 MP는 이 흐름에 대해 이용가능한 데이터 레이트 및 목적지 MP가 그의 최소 QoS 요건을 충족시킬 수 있는지를 검사하고 가용 데이터 레이트로 CTS(또는 흐름 추가 응답(Add Flow Response) 프레임)를 반송한다.
새로운 데이터 흐름이 개시될 때마다, 데이터 경로가 변경되고 있을 때마다, 소스 MP를 가용 대역폭으로 갱신하기 위해 주기적으로, 또는 소스 MP가 요구된 데이터 레이트를 변경하고자 할 때, RTS 패킷이 전송될 수 있다.
도 10은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(1005)를 갖는 종래 기술의 RTS 패킷(1000)을 나타낸 것이다.
도 11은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(1105)를 갖는 종래 기술의 메쉬 RTS 패킷(1100)을 나타낸 것이다.
도 12는 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더(1205)를 갖는 RTS 패킷(1200)을 나타낸 것이다. RTS 패킷(1200)은 MAC 헤더(1205) 내에 흐름 ID 필드(1210), 가용 데이터 레이트 필드(1215) 및 QoS 필드(1220)(선택적임)를 포함한다.
도 13은 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(1305)를 갖는 종래 기술의 CTS 패킷(1300)을 나타낸 것이다.
도 14는 흐름 제어를 지원하지 않는 MAC 헤더(1405)를 갖는 종래 기술의 메 쉬 CTS 패킷(1400)을 나타낸 것이다.
도 15는 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 MAC 헤더(1505)를 갖는 CTS 패킷(1500)을 나타낸 것이다. MAC 헤더는 흐름 ID 필드(1510) 및 가용 데이터 레이트 필드(1515)를 포함한다.
다른 대안으로서, 흐름 추가 요청 프레임 및 흐름 추가 응답 프레임은 동일 목적으로 정의될 수 있다. 흐름 추가 응답 프레임은 동일한 포맷을 가지거나 데이터 흐름이 수락될 수 있는지 여부를 나타내는 여분의 필드를 가질 수 있다.
명시적 레이트 기반 흐름 제어를 사용하지 않고, 본 고안에 따른 흐름 제어를 위해 정체 표시가 사용될 수 있다.
도 16은 흐름 제어를 지원하기 위해 정체 표시를 사용하는 MAC 헤더(1605)를 갖는 데이터 패킷(1600)을 나타낸 것이다. MAC 헤더(1605)는 흐름 ID 필드(1610), QoS 필드(1615) 및 가용 데이터 레이트 필드 대신의 정체 표시 필드(1620)를 포함한다. 정체 표시 필드(1620)는 소스 MP에 그의 현재 트래픽 레이트를 감소, 증가 또는 유지하도록 알려준다. 정체 표시 자체는 QoS와 관련이 없다. 각각의 MP가 서로 다른 데이터 흐름의 정체 표시를 처리하는 방식은 액세스 클래스에 기초할 수 있다. MP가 자신이 전송할 수 있는 것보다 많은 패킷을 수신함을 알게 되거나 무선 조건이 양호한 동안에 연속적으로 패킷을 상실할 때 정체가 검출될 수 있다. 경로 내의 임의의 MP가 정체를 겪기 시작할 때마다 정체 표시 필드가 "1"로 설정되도록 정체 표시 필드(1620)는 1-비트 필드일 수 있다. 정체 필드가 "1"로 설정되면, 다른 어떤 중간 노드도 이를 다시 0으로 리셋(reset)하지 않는다.
도 17은 흐름 제어를 지원하기 위해 정체 표시를 사용하는 MAC 헤더(1705)를 갖는 ACK 패킷(1700)을 나타낸 것이다. MAC 헤더(1705)는 흐름 ID 필드(1710) 및 정체 표시 필드(1715)를 포함한다.
도 18은 본 고안에 따라 흐름 제어를 지원하는 도 1의 메쉬 네트워크(100)에서 사용되는 MP(102)의 예시적인 블록도이다. MP(102)는 MAC 개체(1805), 물리 계층(PHY) 엔티티(1810), 흐름 제어기(1815) 및 안테나(1820)를 포함한다. MAC 엔티티(1805)는 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 생성한다. PHY 엔티티(1810)는 MAC 엔티티(1805)에 의해 생성된 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 안테나(1820)를 통해 전송하고 또 다른 MP로부터 안테나(1820)를 통해 수신된 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 처리한다. 흐름 제어기(1815)는 MP에서의 가용 데이터 레이트에 기초하여 및 선택적으로 데이터 흐름에 대한 QoS 파라미터에 추가적으로 기초하여 데이터 패킷 및 MAC 패킷의 MAC 헤더의 가용 데이터 레이트 필드를 갱신하도록 구성되어 있다. MP(102)가 소스 MP인 경우, 이는 데이터 패킷을 목적지 MP로 전송하고 또 데이터 패킷에 응답하여 수신되는 ACK 패킷에 따라 현재 데이터 흐름에 대한 데이터 레이트를 조정한다.
본 고안의 특징 및 구성요소가 양호한 실시예에 특정의 조합으로 기술되어 있지만, 각각의 특징 또는 구성요소는 양호한 실시예의 다른 특징 및 구성요소 없이 단독으로 또는 본 고안의 다른 특징 및 구성요소를 갖거나 갖지 않는 여러가지 조합으로 사용될 수 있다.
특정의 경로에 있는 소스 MP에, 그 경로 내의 각각의 MP가 지원할 수 있는 허용된 데이터 레이트를 보고함으로써 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 방법 및 장치를 제공된다.

Claims (7)

  1. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 안테나,
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나를 통해 데이터 패킷 및 확인 응답(ACK) 패킷을 전송하는 물리 계층(PHY) 엔티티, 및
    (c) 상기 PHY 엔티티에 연결되어, 상기 전송되는 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 생성하는 매체 접근 제어(MAC) 엔티티로서, 상기 데이터 패킷 및 ACK 패킷 각각은 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 가용 데이터 레이트 필드를 포함하며, 상기 가용 데이터 레이트 필드는 상기 흐름 ID 필드에 의해 식별되는 데이터 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 나타내는 것인, 상기 매체 접근 제어(MAC) 엔티티
    를 포함하는 메쉬 포인트.
  2. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 안테나,
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나를 통해 데이터 패킷 및 확인 응답(ACK) 패킷을 전송하는 물리 계층(PHY) 엔티티, 및
    (c) 상기 PHY 엔티티에 연결되어, 상기 전송되는 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 생성하는 매체 접근 제어(MAC) 엔티티로서, 상기 데이터 패킷 및 ACK 패킷 각각은 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 정체 표시 필드를 포함하며, 상기 정체 표시 필드는 상기 MP에 정체가 존재함을 나타내는 것인, 매체 접근 제어(MAC) 엔티티
    를 포함하는 메쉬 포인트.
  3. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 안테나,
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 안테나를 통해 데이터 패킷 및 확인 응답(ACK) 패킷을 전송하는 물리 계층(PHY) 엔티티, 및
    (c) 상기 PHY 엔티티에 연결되어, 상기 전송되는 데이터 패킷 및 ACK 패킷을 생성하는 매체 접근 제어(MAC) 엔티티로서, 상기 데이터 패킷 및 ACK 패킷 각각은 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 서비스 품질(QoS) 필드를 포함하며, 상기 QoS 필드는 상기 데이터 흐름에 대한 QoS 파라미터를 나타내는 것인, 매체 접근 제어(MAC) 엔티티
    를 포함하는 메쉬 포인트.
  4. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 가용 데이터 레이트 필드를 포함하는 데이 터 패킷을 수신하는 안테나,
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 MP에서의 가용 데이터 레이트에 기초하여 상기 가용 데이터 레이트 필드를 갱신하는 데이터 흐름 제어기로서, 상기 가용 데이터 레이트 필드는 상기 흐름 ID 필드에 의해 식별되는 데이터 흐름에 대한 가용 데이터 레이트를 나타내는 것인, 상기 흐름 제어기, 및
    (c) 상기 데이터 흐름 제어기에 연결되어, 상기 안테나를 통해 상기 갱신된 가용 데이터 레이트 필드를 갖는 데이터 패킷을 전송하는 매체 접근 제어(MAC) 엔티티
    를 포함하는 것인 메쉬 포인트.
  5. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 정체 표시 필드를 포함하는 데이터 패킷을 수신하는 안테나로서, 상기 정체 표시 필드는 상기 MP에 정체가 존재함을 나타내는 것인, 상기 안테나,
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 MP에 정체가 존재함을 나타내기 위해 상기 정체 표시 필드를 갱신하는 데이터 흐름 제어기, 및
    (c) 상기 데이터 흐름 제어기에 연결되어, 상기 안테나를 통해 상기 갱신된 정체 표시 필드를 갖는 데이터 패킷을 전송하는 매체 접근 제어(MAC) 엔티티
    를 포함하는 메쉬 포인트.
  6. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 정체 표시 필드를 포함하는 데이터 패킷을 수신하는 안테나, 및
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 상기 정체 표시 필드에 따라 상기 MP의 데이터 전송 레이트를 증가 또는 감소시키는 데이터 흐름 제어기
    를 포함하는 메쉬 포인트.
  7. 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 흐름 제어를 지원하는 데 사용되는 메쉬 포인트(MP)로서,
    (a) 흐름 식별 번호(ID) 필드 및 서비스 품질(QoS) 필드를 포함하는 데이터 패킷을 수신하는 안테나로서, 상기 QoS 필드는 상기 데이터 흐름의 액세스 클래스(access class) 또는 다른 QoS 파라미터를 식별해주는 것인, 상기 안테나, 및
    (b) 상기 안테나에 연결되어, 더 높은 액세스 클래스 흐름을 수용하기 위해 더 낮은 우선순위 액세스 클래스를 갖는 데이터 흐름에 대한 데이터 레이트를 감소시키는 데이터 흐름 제어기
    를 포함하는 메쉬 포인트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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