KR20050037853A

KR20050037853A - 무선 랜을 통한 데이터 전송방법 및 장치

Info

Publication number: KR20050037853A
Application number: KR1020030073131A
Authority: KR
Inventors: 권순규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-10-20
Filing date: 2003-10-20
Publication date: 2005-04-25

Abstract

본 발명의 데이터 패킷 전송방법은, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 AV 데이터를 나타내는 특정 데이터인지를 체크하는 단계와, 상기 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 상기 특정 데이터이면, 해당 데이터 패킷을 우선하여 무선 전송하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명의 데이터 패킷 전송장치는, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 AV 데이터를 나타내는 특정 데이터인지를 체크하고, 그 체크결과에 따라 해당 데이터 패킷을 우선 전송하도록 제어하는 우선전송 제어부와, 상기 우선전송 제어부의 제어에 따라 상기 데이터 패킷을 우선 전송하는 무선 랜 전송장치로 구성됨을 특징으로 한다.

Description

무선 랜을 통한 데이터 전송방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF TRANSMITTING DATA BY WIRELESS LAN}

본 발명은 무선 랜을 통한 전송 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 상기 무선 랜을 통한 AV(Audio and Video) 데이터 전송방법 및 장치에 관한 것이다.

최근 무선 네트워킹 기술에 대한 소비자의 욕구가 증가하면서 무선 랜을 이용한 데이터 전송 기술이 크게 향상되었다. 특히 무선 네트워킹 기술이 IEEE 802.11b에서 IEEE802.11a로 진보하면서, 데이터의 전송율도 11Mbps에서 54 Mbps로 향상되었다. 이와같이 데이터 전송율이 향상됨에 따라 무선 랜을 통한 AV 데이터의 송수신이 가능하게 되었다.

일반적으로 무선 랜을 통하여 AV 데이터를 전송하기 위해서는, 실시간 방송을 위해 넓은 전송율이 요구됨과 아울러, 영상 프레임의 시퀀스가 끊어지지 않게 하기 위해 서비스 품질(Quality Of Service,이하 QOS라 칭함)이 보장되어야 하며, 특정매체에서 발생한 AV 데이터가 정해진 수신기로만 전송되어야 하므로 보안성도 보장되어야 한다.

상기 넓은 전송율에 대해서는 5.2GHz 대역의 IEEE 802.11a와 2.4GHz 대역의 IEEE 802.11g가 점차 표준화 및 실용화가 되면서 실현 가능해졌으며, 서비스 품질과 보안성에 대해서는 IEEE802.11e와 IEEE 802.11h의 규격이 진행되고 있는 추세이다.

종래의 IEEE 802.11 규격에서는 프레임을 전송하기 전에 MAC layer가 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access With Collision Avoidance) 모드와 우선 순위 기반 접근 모드 중 하나를 사용하여 네트워크에 접근권을 얻는다.

상기 CSMA/CA 모드는 IEEE 802.1 이더넷의 경쟁 기반 프로토콜과 유사하며, IEEE 802.11 규격에서는 상기 CSMA/CA 모드를 DCF(Distribution Coordination Function)이라 일컫는다.

상기 CSMA/CA 모드에 따른 전송과정을 도 1을 참조하여 설명한다.

프레임을 전송하기 위한 클라이언트(Client)는 타 클라이언트의 NAV(Network Allocation Vector)에 프레임 전송에 사용될 시간 값을 기록한 후에 프레임 전송을 수행한다. 상기 NAV는 전송매체의 상태를 감지하기 위한 대기시간을 결정하는 카운터이다.

상기 클라이언트는 프레임 전송시마다 상기 NAV의 값이 0인지를 체크한다(100단계). 상기 NAV의 값이 0이 아니면 상기 클라이언트는 상기 NAV의 값을 시간경과에 대응되게 감소시킨다(112단계). 상기 NAV의 값이 0이면, 상기 클라이언트는 프레임을 전송할 전송매체의 상태를 센싱하고(102단계), 상기 전송매체가 비었으면 상기 클라이언트는 그 전송매체를 통해 프레임을 전송한다(104,108단계).

만약, 상기 프레임을 전송하는 중에 충돌이 발생하였거나, 상기 전송매체가 비어있지 않으면, 상기 클라이언트는 소정시간을 대기하기 위하여 상기 NAV에 임의 값을 입력하고, 다시 NAV의 값이 0이 될 때까지 대기한다(110,106단계). 상기 NAV는 전송매체의 상태를 지시한다.

상술한 바와 같이 상기 CSMA/CA 모드는 여러 클라이언트들이 하나의 전송매체를 공동으로 사용하는 경우에, 각 클라이언트가 전송매체를 사용하기 전에 현재 전송매체가 타 클라이언트에 의해 사용되는지 여부를 상기 NAV를 통해 확인하고, 그 결과에 따라 즉시 전송하거나 임의시간을 대기한 후에 전송을 시도하게 한다.

그리고 우선순위 기반접근 모드는 경쟁 기반방식인 상기 CSMA/CA 모드와는 달리 시간 제한적이고, 비경쟁 프레임을 전송하기 위해 MAC 레이어(Layer)에서 선택적으로 사용할 수 있는 모드이다.

상기 우선순위 기반접근 모드에 따르면 다수의 클라이언트에 대한 프레임 전송을 제어하는 포인트 조정기(Point Coordinator)가 각 클라이언트의 비경쟁 프레임의 전송시점을 제어하며, 상기 전송시점의 제어는 상기 포인트 조정기가 각 클라이언트의 NAV에 값을 설정함으로써 이루어진다.

한편, IEEE 802.11 규격은 공유 전송매체에 대한 클라이언트의 접근을 연기시키고, 다양한 우선순위 레벨을 제공하기 위해 표준 접근 간격(Inter Frame Space;이하 IFS라 칭함)을 정의하고 있으며, 이를 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 IFS는 크게 SIFS(SHORT IFS), PIFS(PCF IFS), DIFS(DCF IFS)로 나뉜다. 상기 SIFS는 가장 짧은 프레임간 간격과 가장 높은 우선 순위 레벨을 제공하는 역할을 하며, ACK(Acknowledge), CTS(Clear To Send) 프레임 및 쪼개진 버스트의 두 번째 프레임 등의 전송시에 사용한다.

상기 PIFS는 PCF 모드로 동작하는 클라이언트가 매체 접근 권한을 얻을 때에 사용하며, DCF모드에 의해 전송되는 프레임보다 높은 우선 순위를 제공한다. 그리고 상기 DIFS는 DCF 모드로 동작하는 모든 클라이언트가 데이터 및 관리 프레임을 전송할 때에 사용하며, PCF 모드에 의해 전송되는 프레임보다 낮은 우선 순위를 가진다. 그리고 미도시된 확장 IFS(EXTENDED IFS)는 모든 DCF 기반의 클라이언트에서 프레임에 에러가 발생되었을 때에, 수신측에서 ACK 프레임을 전송할 충분한 시간을 주기 위해 사용된다.

상기한 바와 같은 무선 랜을 통한 데이터 패킷 전송방식에 따른 송신장치와 수신장치의 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저 상기 송신장치의 구성도를 도시한 도 3을 참조하면, 상기 송신장치의 CPU(200)는 상기 송신장치를 전반적으로 제어한다. 그리고 비디오 포맷 컨버터(202)는 CPU(200)의 제어에 따라 다양한 포맷의 비디오 데이터, 즉 CVBS, RGB, YPbPr의 비디오 데이터를 MPEG 인코더(204)의 입력 포맷인 ITU-R 656 포맷으로 변환한다. 상기 MPEG 인코더(204)는 상기 ITU-R 656 포맷의 비디오 데이터를 MPEG 인코딩하여 MPEG TS(Transport Stream)으로 변환한다. 여기서, 상기 MPEG 인코더(204)는 시공간적으로 중복성을 가지는 데이터(Redundant Data)를 제거함으로써 데이터를 압축하는 효과를 제공한다.

상기 MPEG 인코더(204)의 출력은 MAC 프로세서(206)에 제공되며, 상기 MAC 프로세서(206)는 랜 환경에서 무선매체로의 접근, 네트워크에의 참가, 인증과 보안기능을 제공하며, 상기 MPEG TS를 MAC 프레임으로 인코딩하고, 그 MAC 프레임을 네트워크를 통하여 송신한다. 베이스 밴드 프로세서(208)는 PHY 레이어(layer)라고 불리며, MAC 프로세서(206)가 출력하는 MAC 프레임을 무선 전송에 적합한 형태로 변조하고, 송수신간 동기화를 위한 동기 삽입 등 실제 전송을 위한 변조를 행한다. RF 모듈(210)은 베이스 밴드 프로세서(208)의 출력을 무선신호로 변조하여 안테나(212)를 통해 송신한다. 상기 도 3에 도시된 MAC 프로세서, 베이스밴드 프로세서(208), RF 모듈(210), 안테나(212)는 일반적으로 무선 랜 카드로 구성된다.

그리고 상기 수신장치의 구성도를 도시한 도 4를 참조하면, 상기 수신장치의 RF 모듈(302)은 상기 안테나(300)를 통해 상기 송신장치가 송신하는 무선신호를 수신하여 베이스 밴드 신호로 복원하고, 그 복원된 베이스 밴드 신호를 베이스 밴드 프로세서(304)에 제공한다. 상기 베이스 밴드 프로세서(304)는 상기 베이스 밴드 신호를 MAC 프레임으로 복원하여 MAC 프로세서(306)에 제공한다. 상기 MAC 프로세서(306)는 상기 MAC 프레임을 MPEG TS로 복원하여 MPEG 디코더(308)에 제공한다. 상기 MPEG 디코더(308)는 상기 MPEG TS를 ITU-R 656 포맷의 비디오 데이터로 변환하여 비디오 포맷 컨버터(310)에 제공한다.

상기 비디오 포맷 컨버터(310)는 상기 ITU-R 656 포맷의 비디오 데이터를 특정 포맷, 예를들어 CVBS, RGB, YPbPr 중 어느 하나의 포맷의 비디오 데이터로 변환하여 출력한다. 그리고 CPU(312)는 상기 수신장치를 전반적으로 제어한다.

상기한 바와 같이 무선 랜을 통해 AV 데이터를 전송하는 것이 상용화되었으나, 통신 또는 웹 브라우저 서비스와는 달리 AV 서비스는 특성상 AV 데이터가 끊김없이 전송되어야 한다.

만약, AV 데이터의 전송이 원활치 않아, 비디오 프레임중 몇 프레임을 놓치거나 동기신호를 복원하지 못하면, 영상이 껌벅거리거나 화면이 무너지는 현상이 발생할 수 있으며, 이는 AV 서비스의 QOS를 급격하게 저하시키는 원인이 되었다.

이에따라 종래에는 무선 랜을 통해 AV 데이터를 전송하는 경우에 상기 AV 데이터를 끊김없이 송수신할 수 있는 기술의 개발이 절실히 요망되었다.

따라서 본 발명의 목적은 무선 랜을 통해 비경쟁 프레임 전송방식을 이용하여 AV 데이터를 전송할 경우에, 고품위의 QOS를 제공할 수 있는 AV 데이터 송수신방법 및 장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명의 다른 목적은 무선 랜을 통해 비경쟁 프레임 전송방식을 이용하여 AV 데이터를 전송할 때에, 다른 종류의 데이터에 비해 상기 AV 데이터를 우선 전송함으로써, 상기 AV 데이터를 끊김없이 송수신할 수 있는 AV 데이터 송수신방법 및 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 데이터 패킷 전송방법은, 전송하고자 하는 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 AV 데이터를 나타내는 특정 데이터인지를 체크하는 단계와, 상기 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 상기 특정 데이터이면, 해당 데이터 패킷을 우선하여 무선 전송하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

본 발명은 무선 랜을 통해 데이터 패킷을 전송함에 있어서, AV 데이터에 우선 순위를 부여함으로써 상기 AV 데이터가 끊김없이 전송되게 한다. 특히 본 발명은 AV 데이터의 한 종류인 MPEG TS를 식별해내어, 상기 MPEG TS를 우선 전송함으로써 AV 서비스의 QOS를 향상시킨다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송장치를 도 6을 참조하여 설명한다.

상기 전송장치의 CPU(400)는 상기 전송장치를 전반적으로 제어한다.

MPEG 인코더(402)는 AV 데이터를 제공받아 MPEG 인코딩하여 MPEG TS를 생성하고, 상기 MPEG TS를 우선 전송 제어부(404)로 제공한다.

상기 우선전송 제어부(404)는 MPEG 인코더(402)가 출력하는 MPEG TS, 파일 데이터, 웹 브라우저 데이터 등 다양한 데이터 패킷을 제공받아 MAC 프로세서(406)에 제공함과 아울러, 데이터 종류에 대응되는 제어신호를 MAC 프로세서(406)에 제공한다.

좀더 설명하면, 상기 우선전송 제어부(404)는 상기 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터를 통해 해당 데이터 패킷이 MPEG TS인지를 체크하고, 그 데이터 패킷이 MPEG TS이면 MAC 프로세서(406)의 모드를 PCF 모드로 변경하기 위한 제어신호를 MAC 프로세서(406)에 제공한다. 여기서 상기 MAC 프로세서(406)가 PCF 모드로 구동하는 경우, DCF 등에 비해 데이터 패킷을 우선 전송한다.

상기 MAC 프로세서(406)는 상기 우선전송 제어부(404)로부터 데이터 패킷을 제공받아 MAC 프레임으로 변환하여 무선 전송하며, 특히 PCF 모드로 구동하는 경우에는 DCF에 대해 해당 데이터 패킷을 우선 전송한다. 그리고 상기 MAC 프로세서(406)는 DCF 모드로 구동하는 경우에는 PCF에 대해 낮은 우선 순위로 데이터 패킷을 전송한다.

베이스 밴드 프로세서(408)는 상기 MAC 프로세서(406)가 제공하는 MAC 프레임을 베이스 밴드 신호로 변환하여 RF 모듈(410)에 제공한다. 상기 RF 모듈(410)은 상기 베이스 밴드 신호를 무선 신호로 변환하여 안테나(412)를 통해 전송한다.

여기서 MPEG TS의 구조를 도 5를 참조하여 간략히 설명한다. 상기 MPEG TS는 188 바이트로서 크게 헤더와 페이로드로 구성된다. 상기 헤더에는 동기, 패킷에러, 단위개시표시, 패킷 우선권정보, PID, 스크램블 제어정보, 어댑테이션 필드, 컨디뉴이티 카운터, 어댑테이션 필드 등으로 구성된다. 특히 상기 동기는 8비트이다. 본 발명은 전송하고자 하는 데이터 패킷에서, 상기 MPEG TS의 동기부분에 대응되는 위치에 실린 데이터가 MPEG TS의 동기 데이터와 일치하는지를 체크하여 해당 데이터 패킷이 AV 데이터인지, 그 외 데이터인지를 판별한다.

이제 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 MPEG TS 식별방법을 도 7을 참조하여 설명한다.

우선전송 제어부(404)는 데이터 패킷의 전송이 요청되면, 상기 데이터 패킷의 비트수 "m"을 패킷 카운터 값에 입력한다(500). 여기서 상기 데이터 패킷의 비트수의 입력은 CPU(400)에 의해 이루어질 수 있다.

상기 패킷 카운터 값의 입력이 완료되면, 상기 우선전송 제어부(404)는 비트 카운트 값이 0인지를 체크하고, 상기 비트 카운트 값이 0이면 상기 비트 카운트 값에 2¹⁵⁰⁴를 입력하고, 변수 i에 8을 입력한다(506단계). 여기서 상기 2¹⁵⁰⁴는 하나의 데이터 패킷의 비트수이고, 상기 8은 데이터 패킷 헤더에 위치하는 동기 데이터의 비트수이다.

이후 상기 우선전송 제어부(404)는 [i-1]가 가르키는 버퍼의 위치에 상기 전송할 데이터 패킷중 상기 비트 카운트 값에 대응되는 데이터를 저장하며, 상기 데이터가 저장되면 데이터 패킷 및 I를 감소한후에 다시 다음 [i-1]가 가르키는 버퍼의 위치에 상기 전송할 데이터 패킷중 상기 비트 카운트 값에 대응되는 데이터를 저장한다. 이와같이 버퍼에 전송할 데이터 패킷을 저장하는 과정은 상기 I가 0이 될 때까지 지속된다(508~513단계).

상기한 절차를 통해 전송할 데이터 패킷의 첫 8비트는 상기 버퍼에 저장되며, 상기 저장이 완료되면 상기 우선전송 제어부(404)는 상기 버퍼에 저장된 데이터가 MPEG TS의 동기데이터인 "01000111"인지를 체크한다. 상기 우선전송 제어부(404)는 상기 버퍼에 저장된 데이터가 MPEG TS의 동기데이터이면, 해당 데이터 패킷을 AV 데이터로 인식하여 상기 데이터 패킷을 우선 전송한다.

즉, 상기 우선전송 제어부(404)는 MAC 프로세서(406)에 PCF 모드로 데이터 패킷을 전송하도록 하는 제어신호를 제공하며, 상기 제어신호에 따라 상기 MAC 프로세서(406)는 상기 데이터 패킷을 PCF 모드로 우선 전송한다(520단계).

상기 버퍼에 저장된 데이터가 MPEG TS의 동기데이터가 아니면, 상기 우선전송 제어부(404)는 상기 데이터 패킷이 일반적인 DCF 모드로 전송되도록 상기 MAC 프로세서(406)에 별도의 제어신호를 제공하지 않는다. 이에따라 상기 MAC 프로세서(406)는 상기 데이터 패킷을 DCF 모드로 전송한다(516단계).

상기한 과정은 패킷 카운트 값을 감소하여 그 패킷 카운트 값이 0이 될 때까지 반복 수행된다(518,522단계).

상술한 바와 같이 본 발명은 무선 랜을 통해 비경쟁 프레임 전송방식을 이용하여 AV 데이터를 전송할 때에, 다른 종류의 데이터에 비해 상기 AV 데이터를 우선 전송함으로써, 상기 AV 데이터를 끊김없이 전송할 수 있는 이점이 있다.

이에따라 본 발명은 무선 랜을 통해 비경쟁 프레임 전송방식을 이용하여 AV 데이터를 전송할 경우에, 고품위의 QOS를 제공할 수 있다.

도 1은 CSMA/CA 모드에 따른 전송과정의 흐름도.

도 2는 IEEE 802.11 규격에 따른 표준 접근 간격을 도시한 도면.

도 3은 무선 랜을 이용한 전송장치의 구성도.

도 4는 무선 랜을 이용한 수신장치의 구성도.

도 5는 MPEG TS의 구조도.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송장치의 구성도.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송방법의 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

400 : CPU 402 : MPEG 인코더

404 : 우선전송 제어부 406 : MAC 프로세서

408 : 베이스밴드 프로세서 410 : RF 모듈

412 : 안테나

Claims

무선 랜을 통해 데이터 패킷을 전송하는 방법에 있어서,

전송하고자 하는 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 AV 데이터를 나타내는 특정 데이터인지를 체크하는 단계와,

상기 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 상기 특정 데이터이면, 해당 데이터 패킷을 우선하여 무선 전송하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 무선 랜을 통한 데이터 전송방법.
제1항에 있어서,

상기 소정 부분이 동기 데이터가 실리는 부분이고,

상기 특정 데이터가 동기 데이터임을 특징으로 하는 무선 랜을 통한 데이터 전송방법.
제1항에 있어서, 상기 우선 전송이,

해당 데이터 패킷의 무선 전송을 담당하는 MAC 프로세서가 PCF 모드로 동작되게 제어함으로써 이루어짐을 특징으로 하는 무선 랜을 통한 데이터 전송방법.
무선 랜을 통해 데이터 패킷을 전송하는 장치에 있어서,

전송하고자 하는 데이터 패킷의 소정 부분에 위치하는 데이터가 AV 데이터를 나타내는 특정 데이터인지를 체크하고, 그 체크결과에 따라 해당 데이터 패킷을 우선 전송하도록 제어하는 우선전송 제어부와,

상기 우선전송 제어부의 제어에 따라 상기 데이터 패킷을 우선 전송하는 무선 랜 전송장치로 구성됨을 특징으로 하는 무선 랜을 통한 데이터 전송장치.
제4항에 있어서, 상기 무선 랜 전송장치가,

상기 우선전송 제어부의 제어에 따라 상기 데이터 패킷을 PCF 모드로 전송하는 MAC 프로세서를 구비함을 특징으로 하는 무선 랜을 통한 데이터 전송장치.