KR20050043698A - 트래픽 예측을 이용한 ｗｌａｎ 제어 방법, 송수신 유닛및 기지국 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 송수신 유닛(WTRU)이 판단하는 트래픽 예측을 이용하는 통신 방법, 시스템 및 콤포넌트에 관한 것이다. 본 발명은 WTRU에서 트래픽 레벨을 판단함으로써 시작하는 WLAN 엑세스 포인트(AP)와 WTRU 사이의 WLAN(Wireless local area network)에서의 트래픽을 예측함으로써 양호하게 구현된다. 트래픽 예측 정보는 AP를 거쳐 WLAN으로의 엑세스를 WTRU에 의해서 제어하기 위해 WTRU로 송신된 명령의 생성과 연계하여 사용되는 경우 WTRU에 의해서 AT로 송신된다. WTRU는 승인에 관한 명령을 받아 데이터를 송신하도록 WTRU가 이용하는 경쟁 윈도우를 조절하기 위한 명령을 받아 실시하도록 양호하게 구성된다.

Description

트래픽 예측을 이용한 ＷＬＡＮ 제어 방법, 송수신 유닛 및 기지국{WIRELESS LOCAL AREA NETWORK METHODS AND COMPONENTS THAT UTILIZE TRAFFIC PREDICTION}
본 발명은 일반적으로 WLAN(wireless local area network)에 관한 것으로서, 특히 802.11이라고 알려진 하나 이상의 표준 패밀리와 호환 가능한 WLAN에서 트래픽을 예측하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 공지되어 있다. 일반적으로, 무선 통신 시스템은 무선 통신 신호를 서로 송수신하는 통신국을 포함하고 있다. 시스템의 유형에 따라 통신국은 통상 2가지 유형의 무선 송수신 유닛(WTRU), 즉 기지국 또는 이동 유닛을 포함하는 가입자 유닛 중 하나이다.
여기서 기지국이라 함은 기지국과 관련이 있는 네트워크에 무선 접속을 시도하는 WTRU를 제공하는 무선 환경에서의 기지국, 노드 B, 사이트 제어기, 엑세스 포인트 또는 기타 인터페이스 장치를 포함하는 장치들을 일컫으며 이들 장치에만 제한되는 것은 아니다. WTRU는 네트워크 접속되는 전화, 비디어폰 및 인터넷 전화 등의 개인 통신 장치를 포함한다. 또한, WTRU는 유사한 네트워크 기능을 가진 PDA 및 무선 모뎀을 장착한 노트북 등의 휴대형 개인 컴퓨팅 장치를 포함한다. 휴대 가능하거나 위치 변경이 가능한 WTRU를 이동 유닛이라 한다. 일반적으로 기지국은 또한 WTRU이다.
통상, 각 기지국이 적절히 구성된 WTRU와 동시 무선 통신을 수행할 수 있는 경우 기지국의 네트워크가 형성된다. 일부 WTRU는 서로간, 즉 기지국과 네트워크를 통한 중계 연결없이 직접 무선 통신을 행하도록 구성된다. 일반적으로 이를 피어 투 피어 무선 통신이라 한다. WTRU가 다른 WTRU와 통신하도록 구성되어 있는 경우, WTRU는 그 자체가 기지국으로 구성되어 기지국으로서 기능할 수 있다. WTRU는 네트워크 및 피어 투 피어 통신 능력이 있는 복수 네트워크에서 사용하도록 구성 가능하다.
WLAN이라 불리는 한 유형의 무선 시스템은 유사한 장비로 장착된 WTRU와 피어 투 피어 통신을 행할 수 있는 WLAN 모뎀을 장착한 WTRU와 무선 통신을 행하도록 구성 가능하다. 현재 WLAN 모뎀은 제조자에 의해 대다수의 통상의 통신 및 컴퓨팅 장치에 통합되어 있다. 예컨대 휴대 전화, PDA, 랩탑 컴퓨터에는 하나 이상의 WLAN 모뎀이 내장되어 있다.
통상 엑세스 포인트(AP)라 불리는 하나 이상의 WLAN 기지국을 갖춘 전형의 WLAN 환경은 IEEE 802.11 표준에 따라 구축된다. 이들 네트워크로의 엑세스는 보통 유저 인증 절차를 필요로 한다. 이 시스템의 프로토콜은 현재 WLAN 기술 영역에서 표준화되어 있다. 하나의 프로토콜 프레임워크가 IEEE 802 표준 계열이다.
기본 서비스 세트(BSS)는 IEEE 802.11 WLAN의 기본 구축 블록이며 이는 통상 국(STA)이라 불리는 WTRU로 이루어져 있다. 기본적으로, 서로 대화 가능한 STA 세트는 BSS를 형성할 수 있다. 복수의 BSS는 확장된 서비스 세트(ESS)를 형성하도록 분배 시스템(DS)이라 불리는 구조적 콤포넌트를 통해 상호 연결된다. 엑세스 포인트(AP)는 DS 서비스를 제공함으로써 DS로의 엑세스를 제공하며 일반적으로 복수의 STA에 의한 DS로의 동시 엑세스를 가능하게 하는 국(STA)이다.
802.11 표준에 의해 스루풋을 최적화하도록 다중 전송 속도(및 속도간 다이내믹 스위칭)를 이용할 수가 있다. 속도가 느리면 빠른 속도 보다는 노이즈 환경에 있어서 동작 범위가 더 커지고 양호한 동작을 가능하게 하는 강건한 변조 특성을 갖게 된다. 속도가 빠르면 스루풋이 양호해 진다. 소정의 커버리지와 간섭 조건에 대해 최상의(최고의) 가능한 속도를 항상 선택하는 것이 최적화 과제이다.
현재 규정된 각종 버전의 802.11 표준 규정 속도는 다음과 같이 표 1에 기재되어 있다.
802.11 표준 데이터 속도
표준 지원 속도(Mbps)
802.11(본래) 1,2
802.11a 6,9,12,18,24,36,48,54
802.11b 1,2,5.5,11
802.11g 1,2,5.5,6,9,11,12,18,24,36,48,54
802.11g의 경우, 속도 6,9,12,18,24,36,48,54 Mbp는 직교 주파수 분할 변조(OFDM)를 이용한다. 속도의 선택은 시스템, 유저의 스루풋, 범위 및 공정성을고려하여 성능에 영향을 미칠 수가 있다.
통상 각 802.11 장치는 유일하게 그 장치에 의해서 제어되는 장치에서 구현되는 속도 제어 알고리즘을 갖는다. 특히 STA에서의 업링크(UL) 속도 제어 및 AP에서의 다운링크(DL) 속도 제어 알고리즘을 갖는다. 속도 스위칭 알고리즘은 표준에서 규정하고 있지 않다. 그것은 STA(및 AP) 구현예에 달려 있다.
급속한 WLAN 기술의 출현과 쇄도하는 셀배치 및 유저의 수는 네크워크 성능 관리 및 혼잡 회피를 고려하여 새로운 도전을 창출하였다. 본 발명은 WLAN을 위한 트래픽 예측의 실용적인 방법을 제공함으로써 혼잡 기회를 줄여 서비스질(QoS)을 개선하는 것이다.
무선 송수신 유닛(WTRU)에 의해서 판단된 트래픽 예측을 이용하는 통신 방법, 시스템 및 콤포넌트가 제공된다. 본 발명은 WTRU에서 트래픽 레벨을 판별함으로써 시작하는 WTRU 및 WLAN 엑세스 포인트(AP)간 WLAN에서의 트래픽을 예측함으로써 구현된다. WTRU는 트래픽 레벨 예측을 포함하는 관련 요구(association request)를 생성하도록 구성되는 것이 좋다. 관련 요구는 부분적으로 트래픽 레벨 예측에 의존하는 요구를 평가하도록 구성되는 AP로 송신된다. AP는 상기 평가에 응답하여 조치를 취하도록 또한 구성된다. 이러한 조치는 관련 요구를 수용하거나, 관련 요구를 거절하거나, 혹은 관련 요구를 부분적으로 수용하는 신호의 생성 및 전송을 포함한다. WTRU는 AP 신호를 수신하여 처리함으로서 WTRU의 관련 요구에 응답하여 AP에 의해서 판별된 조치에 따라서 AP로의 통신 접속을 취득하도록 구성된다.
트래픽 예측은 상이한 단계, 예컨대 연계 및 전송 단계에서 적용되고 업링크 및 다운 링크, 예컨대 엑세스 포인트(AP)측과 유저의 WTRU측으로부터 적용 가능하다. 예측된 트래픽 정보에 따라 AP는 유저 수용에 대해서 보다 지능적인 판단을 할 수가 있고 대역폭 이용의 효율성을 높여 충돌을 줄일 수가 있다.
트래픽 예측 방법은 모든 IEEE 802.11 프로토콜에서 적용 가능하도록 어플리케이션층과 매체 엑세스 제어(MAC) 층에서 양호하게 구현된다.
본 발명의 한 형태에 의하면, 무선 송수신 유닛(WTRU)은 트래픽 혼잡 제어부를 가진 WLAN에서 사용하도록 구성된다. WTRU는 송수신기 및 관련 처리 유닛을 구비하고 있다. 처리 유닛은 트래픽 예측 정보를 생성하도록 구성된다. 송신기는 WTRU에 의해서 제어 실체에 전송된 무선 통신 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성된다. 수신기는 제어 실체에 전송된 트래픽 예측 정보에 응답하는 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 제어 실체로부터 수신하도록 구성된다.
IEEE 802.11 호환 시스템에서 사용하도록 구성되며 송신기는 관련 요구 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성된다. 수신기는 전체적으로 혹은 부분적으로 전송된 내장 트래픽 정보에 기초해서 발생된 관계를 승인하거나 부인하는 응답 명령을 수신하도록 양호하게 구성된다. WTRU가 IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되는 경우, 송신기는 송신 요구(RTS) 프레임에 요구 트래픽 예측 정보를 내장하도록 양호하게 구성되며, 수신기는 제어 실체로부터 관리 프레임의 경쟁 윈도우 조정 명령을 수신하도록 구성된다.
송신기는 경쟁 윈도우에 기초해서 데이터를 송신하도록 구성되며 수신기는 경쟁 윈도우 조정 명령을 포함할 수 있는 명령을 제어 실체로부터 수신하도록 구성될 수가 있다. 이 경우 WTRU는 송신기가 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하는 전송에 기초하는 경쟁 윈도우를 조정하기 위한 경쟁 윈도우 제어부를 구비하고 있다. 경쟁 윈도우 제어부는 디폴트 최소 경쟁 윈도우를 양호하게 설정하여 증가된 무선 통신 혼잡을 반영하여 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하여 최소 경쟁 윈도우를 양호하게 증대한다.
본 발명의 또 다른 형태에 있어서, WTRU는 WLAN에서 트래픽 혼잡 제어를 수행하도록 구성된다. 이 WTRU는 또한 송수신기 및 관련 처리 유닛을 구비하고 있다. 수신기는 다른 WTRU에 의해서 송신된 무선 통신 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성된다. 처리 유닛은 다른 통신 트래픽 데이터와 결합하여 다른 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하여 응답 명령을 생성하도록 양호하게 구성된다. 송신기는 다른 WTRU에 응답하여 생성된 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 전송하도록 양호하게 구성된다.
이러한 WTRU는 엑세스 포인트 AP로서 IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 양호하게 구성된다. 그에 따라 수신기는 다른 WTRU로부터 수신된 관련 요구 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 양호하게 구성된다. 처리 유닛은 다른 WTRU로부터 관련 요구 프레임에서 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하여 수용 허용 명령이나, 제한된 수용 허용 명령 혹은 수용 부인 명령을 발생하도록 양호하게 구성된다. 다음에 송신기는 생성된 수용 명령을 다른 WTRU에 송신하도록 구성된다.
AP의 송신기는 복수의 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보에 기초해서 처리 유닛에 의해서 생성된 데이터 경쟁 윈도우 조정 명령을 선택된 WTRU에 송신하도록 양호하게 구성된다. AP의 처리 유닛은 선택된 혼잡 레벨이 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하는 것과 관련하여 결정되면 경쟁 윈도우 크기를 증가하기 위한 명령을 생성하도록 구성된다. AP의 수신기는 WTRU로부터 송신된 송신 요구(RTS) 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 양호하게 구성되며 송신기는 관리 프레임의 경쟁 윈도우 조정 명령을 송신하도록 양호하게 구성된다.
이후, 본 발명의 양호한 실시예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
약어표
AP 엑세스 포인트
CIF 성능 정보 필드
CTS 송신을 위해 클리어
MAC 매체 엑세스 제어
QoS 서비스질
RRM 무선 자원 관리
RTS 송신 요구
STA 국
WLAN 무선 LAN
WTRU 무선 송수신 유닛
기지국, 엑세스 포인트(AP), 국(STA), WTRU 및 이동 유닛이란 용어는 상기한 바와 같이 일반적인 의미로 사용된다. 본 발명은 WTRU를 위한 무선 엑세스 서비스를 제공하는 하나 이상의 네트워크 연결된 기지국을 가진 무선 엑세스 네트워크를 제공한다. 본 발명은 특히 이동 유닛 또는 이동국이 기지국 또는 다른 AP에 의해서 제공되는 지리적 커리리지의 각 영역을 들어가거나 통과할 때 이동 유닛 또는 이동국과 관련하여 사용될 때 유용하다. WTRU는 서로 통신하기 위해 802.11(a), 802.11(b), 802.1(g)와 같은 통합 또는 설치 무선 WLAN 장치 혹은 불루투스 장치를 가질 수 있다. 그러나, 제안된 발명은 어느 무선 시스템에서 응용 가능하다.
도 1에 있어서, WTRU가 엑세스 포인트(AP)(54)를 통해 무선 통신을 행하는 WLAN이 도시되고 있으며, 엑세스 포인트는 네트워크 관리국(NMS)(16)과 같은 다른 네트워크 인프라구조와 연결 가능하다. AP(54)는 WTRU(18), WTRU(20), WTRU(22), WTRU(24), WTRU(26)와 통신을 행하고 있는 것으로서 도시되고 있다. 통신은 AP(54)를 통해 조정되고 동기된다. 이러한 구조를 또한 WLAN 배경 내에서의 기본 서비스 세트(BSS)라고 한다. 일반적으로, WLAN 시스템은 위의 속도 챠트에서 반영하는 바와 같이 상이한 데이터로 WTRU를 지원한다. 일부 경우에 있어서 AP는 802.11(b) 호환 WTRU와 802.11(g) 호환 WTRU 등의 복수 타입의 WTRU를 지원하도록 구성된다.
본 발명의 발명자는 트래픽 예측이 무선 통신의 흐름을 제어하도록 AP에 의해서 유익하게 사용 가능함을 인식하였다. 트래픽 예측은 WTRU로부터 예측된 트래픽량 볼륨이다. 트래픽 볼륨은 부하, 트래픽 특성, 트래픽 지속 기간 등을 포함한다. 부하 레벨의 일례는 3개의 범주, 즉 고, 중, 저 중 하나로 서비스를 분류하는 것이다. 트래픽 특징은 예컨대 버스트 트래픽 또는 일정 트래픽으로서 선택 가능하다. 트래픽 지속 기간은 장기 지속 기간 또는 단기 지속 기간으로서 지정 가능하다.
일례로서 어플리케이션층에서 온라인 게임을 하고 있는 유저가 주기적으로 e 메일을 체크하는 유저 보다는 고 트래픽 볼륨을 가질 것이다. 그러나, 상이한 컴퓨터 게임은 상이한 데이터 디맨드 특징을 가질 수가 있다. 하나의 게임은 비디오 스트리밍과 같은 비교적 연속적인 정보 스트림을 필요로 한다. 또 다른 게임은 우발적으로 통신될 비교적 대량의 데이터, 즉 버스트 데이터 흐름을 필요로 한다. 비디오 스트리밍 온라인 게임을 하려는 유저는 고 연속 트래픽의 트래픽 예측을 제공하는 것이 가능하다. e 메일을 체크하려는 유저는 저 버스트 트래픽의 트래픽 예측을 제공하는 것이 가능하다.
트래픽 예측은 상이한 통신 계층에서 복수의 방법으로 구해질 수 있다. 송신 중에, WTRU는 초당 총 프레임수로서 송신 스루풋을 측정하여 그것을 다음 기간 동안 트래픽 예측으로서 이용할 수가 있다. 유저가 한 응용 프로그램을 실행(launch)하면, 이 응용 프로그램(웹 브라우징, 스트리밍 비디오 등)과 관련된 트래픽 볼륨은 트래픽 예측으로서 이용 가능하다. 따라서, WTRU의 처리 유닛은 AP에 의한 검출용 송신 통신 프레임에 내장될 수 있는 형태로 이러한 요소 들에 기초해서 트래픽 예측 정보를 발생하도록 양호하게 구성 가능하다.
WLAN에서 WTRU와 AP간 유저 통신은 엑세스 승인 후 전체적으로 혹은 부분적으로 관련 단계에서 초기에 결정된 바와 같이 실행된다. 관련 단계에서, AP는 본 발명에 따른 예측된 트래픽 정보에 의해 알려진 판단을 행할 수가 있다.
현재의 IEEE 802.11 표준에 있어서 관련 요구는 트래픽 프로파일을 제공하지 않고 네트워크 엑세스를 요구한다. 본 발명자는 요구 WTRU(18)가 송신하거나 수신할 수 있는 트래픽 종류에 관한 정보를 가질 수가 있고 관련 단계 동안에 AP(54)에 이 정보를 제공하는 것이 유익함을 인식하였다. 다음에 AP(54)는 WTRU가 신호 전송한 예측된 트래픽에 기초해서 WLAN으로의 WTRU(18)의 수용 방법을 판단하기 위해 무선 자원 관리(RRM) 수용 제어부(56)와의 관련성을 이용한다. 그 절차에 대해서는 도 2를 참조하여 이하 설명된다.
WTRU(18)가 관련 요구를 개시하면, WTRU(18)는 통신에 필요한 예상 시간과 예측 트래픽에 관해서 도 2에 도시한 관련 요구 프레임(15)에서 AP(54)에 알리도록 구성된다. WTRU는 상이한 트래픽 레벨, 예컨대 저, 중, 고를 보고하도록 양호하게 구성된다. WTRU는 또한 데이터 흐름 특성, 예컨대 버스트 트래픽 또는 연속 트래픽을 추가 보고하도록 구성될 수 있다. 유저 인터페이스는 유저로 하여금 예컨대, e 메일, 웹브라우징, 게이밍, 넷미팅(netmeeting) 등의 응용을 고려하여 트래픽 특징을 입력 가능하게 한다.
트래픽 예측 보고서는 네트워크 구현에 따라 의무적이거나 선택적일 수 있다. 그러나, WTRU가 관련 요구에서 트래픽 예측 보고서를 선택적으로 제공하는 경우, AP(54)의 RRM은 트래픽 예측 보고를 포함하지 않는 요구와 비교하여 이러한 요구에 대해 선택적으로 정의한 양호한 취급을 제공하도록 구성 가능하다.
일단 AP(54)가 WTRU(18)로부터 트래픽 예측 보고와 함께 관련 요구(15)을 수신한 다음에, AP(54)는 그 예측에 의거 지능적인 판단을 할 수가 있다. 이를 위해 AP(54)는 수신된 트래픽 예측 보고를 고려하여 네트워크 혼잡을 피하는 방식으로 WTRU(18)에 대한 수용, 거절 또는 승인 제한 엑세스를 판단하도록 양호하게 구성된다.
본 발명에 따르면, WTRU(18)와 AP(54)간의 속도 협상은 관련 단계에서 수행 가능하다. AP(54)는 WTRU(18)로 송신된 관련 응답 프레임(17)에서 수락 속도를 양호하게 포함한다. 수용 속도가 요구 속도 보다 느린 경우, WTRU는 느린 속도를 받아들일 수 있는 지를 판단하도록 양호하게 구성된다. 예컨대, AP는 AP와 통신하는 WTRU에 의해서 사용된 상이한 타입의 WLAN 카드에 대해 트래픽 프로파일을 저장할 수 있다. 이러한 카드는 상이한 WTRU에 의해서 이용될 수 있으므로, WLAN 카드는 각 서비스를 차별화하도록 상이한 그룹으로 등급 결정 가능하다. AP는 상이한 서비스와 관련하여 트래픽 프로파일의 이력 기록에 기초하여 판단할 수 있다.
표준 관련 요구 포맷은 802.11 표준의 패밀리에서 정의된다. 도 3에 도시한 바와 같이, 표준 관련 요구 포맷(30)은 매체 엑세스 제어(MAC) 헤더부(32)와 기능 정보 필드(CIF)(36)를 포함하는 프레임 본체(34)를 포함한다. CIF(36)는 기능 정보 필드(36a)와 리저브드 필드(36b)로 분할된다. WTRU가 그의 트래픽 프로파일을 AP에게 알리기 위해, WTRU는 관련 요구 프레임(30)의 CIF(36)에서 "리저브드 필드"(36b)의 일부분(38)을 양호하게 이용한다.
도 4는 트래픽 예측 정보를 이용하는 관련 위상에서 AP 판단 처리의 일례를 도시한다. 이 실시예에서, 모든 WTRU는 동일한 우선순위를 갖는다고 가정하며 AP는 고 트래픽 유저를 받아들일 때 보다 주의를 기울이도록 설계된다. AP 판단은 상이한 구현예에서 상이할 수가 있다.
도 4의 실시예에서, AP는 양호하게는 표준 관련 요구 프레임(30)의 CIF(36)의 "리저브드 필드"(36b)에서 통신되는 저, 중 또는 고 예측 레벨 중 어느 하나로 WTRU로부터 관련 요구를 수신한다. AP는 WTRU 베이스 또는 통신 예측을 받아들이거나 거절하기 위한 요구, AP 능력, AP 트래픽 부하 및 부하가 크면 그 부하가 버스트 부하인지 여부를 처리한다. 도 4는 이러한 요소들에 기초해서 WTRU를 받아들이거나 거절하기 위해 선택하는 일례의 판단 트리를 제공한다.
본 발명은 또한 WTRU가 AP로부터의 접속을 취득한 후에 유익하게 이용될 수 있다. 도 5는 트래픽 예측 정보가 효율적인 대역폭 이용을 유지하도록 사용되는 경우의 선호하는 방법을 도시하고 있다. AP는 공정성(fairness)을 얻기 위해 예측된 트래픽 정보에 기초해서 네트워크로의 상이한 유저의 엑세스를 우선순위 정하기 위한 판단을 행하도록 양호하게 구성되어 있다.
도 5의 실시예에서, 송신 대기/송신 클리어(RTS/CTS) 절차를 이용하여 WTRU에서 AP로 데이터를 송신한다. WTRU는 단계 40에서 송신하는 RTS 프레임에서 AP에 트래픽 프로파일을 통보한다. 그에 응답하여 AP는 데이터 전송을 위한 지속 기간을 포함하는 단계 42에서 CTS 신호를 제공한다. 다음에 WTRU는 CTS에 따라서 단계 44에서 데이터를 송신하고 그 데이터를 수신한 후 AP는 단계 46에서 긍정 응답(ACK) 신호를 송신한다.
엑세스를 변경하기 위한 메카니즘은 AP가 경쟁 윈도우(CW)의 크기를 변경하거나 백오프 타이머(backoff timer)를 변경하도록 WTRU에게 어드바이스함으로써(MAC 관리 프레임을 이용하여) WTRU가 매체에 엑세스할 수 있는 주파수를 변경하게 하는 메카니즘이다. 따라서, 트래픽 예측 정보를 결정하여 전송하기 위해 WTRU를 구성하는 것 이외에, WTRU는 WTRU 경쟁 윈도우를 조정하기 위한 명령을 AP로부터 수용하기 위해 가변 경쟁 윈도우 제어에 의해 양호하게 구성된다.
패킷 데이터 전송의 경우, 각 패킷의 랜덤 백오프 타임은 통상 0과 CW-1 사이에서 일정하게 선택되며, CW는 경쟁 윈도우값이다. CW는 그 패킷에 대한 이전 전송 실패수에 종속한다. 제1 전송 시, CW는 값 CWmin으로 설정된다. 즉 최소 경쟁 윈도우로 설정된다. 각각의 전송이 실패한 후, CW는 통상 최대값 CWmax까지 2 배로 된다. 전송이 성공한 다음에 CW는 통상 다음 패킷을 위해 CWmin으로 리셋된다. IEEE 802.11(b) 표준에 호환 가능한 시스템의 경우, CWmin 및 CWmax 값은 802.11b의 32 및 1024로서 지정된다.
고정된 CWmin를 가진 WTRU 대신에, WTRU는 AP로부터의 트래픽 제어 신호에 응답하여 CWmin을 리셋하기 위한 기능과 함께 비교적 낮은 디폴트 CWmin을 양호하게 갖는다. 트래픽 조건 전체가 하이인 경우, CWmin은 과도한 충돌 및 백오프를 피하기 위해 증대된다. 트래픽 조건 전체가 로우인 경우, WTRU는 송신을 행할 어떠한 국이 없는 기간 동안 불필요한 아이들 에어타임을 피하기 위해 디폴트 CWmin 설정을 양호하게 이용한다.
도 5에는 동작의 일례가 도시되고 있다. AP가 47에서 혼잡을 검출하면, AP는 단계 48에서 임의의 WTRU로 신호를 송신하여 경쟁 윈도우(CW) 크기 또는 백오프 타이머를 증대한다. WTRU가 단계 49에 도시한 충돌을 갖는 경우, WTRU는 신규의 RTS 40'를 개시함으로써 다시 송신을 시도하기 전 장기간 대기할 것이다. 이렇게 하여 혼잡 상황이 완화된다.
도 6은 정상적인 송신 단계 중의 AP 흐름 제어의 일례를 도시한다. 도 6에서 AP는 WTRU로부터 트래픽 프로파일을 갖는 RTS 프레임을 수신하여 나중에 이용하기 위해 그 프로파일을 저장한다. AP가 혼잡 상황이 아니면, AP는 WTRU의 CTS 프레임에 응답한다. 그러나 혼잡 상황이면, AP는 어느 WTRU가 최대의 대역폭을 이용하고 있는 지를 판별하기 위해 통신 중인 모든 WTRU의 저장된 프로파일을 이용하고 그것을 WTRUy라고 판별한다. WTRUy가 최대의 대역폭(즉, WTRUx=WTRUy)을 이용하는 WTRU인 경우, AP는 WTRUx의 경쟁 윈도우를 증대하기 위해 관리 프레임을 송신한다. 그렇지 않으면, AP는 CTS 프레임을 WTRUx로 송신한 다음에 WTRUy의 경쟁 윈도우를 증대하기 위해 관리 프레임을 송신한다. AP 흐름 제어는 트래픽 예측과 함께 RTS를 수신하는, 예컨대 타이머 이외의 다른 수단에 의해서 트리거될 수 있다.
본 발명의 특징들 및 요소들을 결합한 양호한 실시예에서 기술되었지만, 각각의 특징 또는 요소 단독으로 이용 가능하거나(양호한 실시예의 다른 특징 및 요소없이) 본 발명의 다른 특징 및 요소와 함께 혹은 다른 특징 및 요소없이 각종 결합으로 이용 가능하다.
본원 발명의 구성에 의하면, 다중 전송 속도를 이용함으로써 802.11 표준에 호환 가능한 스루풋을 최적화하고, 소정의 커버리지와 간섭 조건에 대해 최상의(최고의) 가능한 속도를 항상 선택할 수가 있다.
도 1은 WLAN 통신을 설명하기 위한 시스템 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 시스템의 개요를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 관련 요구 프레임 구조도.
도 4는 본 발명에 따른 관련 단계에서 행해지는 AP 판단예를 도시하는 플로우챠트.
도 5는 본 발명의 동작을 도시하는 신호 전송 흐름도.
도 6은 본 발명에 따른 AP 흐름 제어예를 도시하는 플로우챠트.

Claims (33)

  1. 트래픽 혼잡 제어부를 가진 무선 LAN(WLAN)에서 사용하도록 구성된 무선 송수신 유닛(WTRU)으로,
    트래픽 예측 정보를 생성하는 처리 유닛과,
    상기 WTRU에 의해서 제어 실체에 전송된 무선 통신 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성된 송신기와,
    상기 제어 실체에 전송된 트래픽 예측 정보에 응답하는 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 제어 실체로부터 수신하도록 구성된 수신기
    를 포함하는 무선 송수신 유닛.
  2. 제1항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 송신기는 관련 요구 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성되고, 상기 수신기는 송신된 내장 트래픽 예측 정보에 기초해서 전체적으로 혹은 부분적으로 생성된 관계를 승인하거나 부인하는 응답 명령을 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  3. 제1항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 송신기는 경쟁 윈도우에 기초해서 데이터를 송신하도록 구성되고, 상기 수신기는 경쟁 윈도우 조정 명령을 포함할 수 있는 명령을 상기 제어 실체로부터 수신하도록 구성되며, 상기 WTRU는 상기 송신기가 상기 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하여 송신하는 경쟁 윈도우를 조정하는 경쟁 윈도우 제어부를 더 포함하는 것인 무선 송수신 유닛.
  4. 제3항에 있어서, 상기 경쟁 윈도우 제어부는 디폴트 최소 경쟁 윈도우를 설정하며 증대된 무선 통신 혼잡을 반영하는 상기 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하여 최소 경쟁 윈도우를 증가하는 것인 무선 송수신 유닛.
  5. 제3항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 송신기는 송신 요구(RTS) 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성되고, 상기 수신기는 상기 제어 실체로부터 관리 프레임의 경쟁 윈도우 조정 명령을 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  6. 무선 LAN(WLAN)에서 사용하도록 구성되며, 그 안에서 트래픽 혼잡 제어를 수행하는 무선 송수신 유닛(WTRU)으로,
    다른 WTRU에 의해서 송신된 무선 통신 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성된 수신기와,
    다른 통신 트래픽 데이터와 결합하여 다른 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하여 응답 명령을 생성하도록 구성된 처리 유닛과,
    상기 다른 WTRU에 응답하여 생성된 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 송신하도록 구성된 송신기
    를 포함하는 무선 송수신 유닛.
  7. 제6항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 엑세스 포인트 AP로서 동작하도록 구성되며, 상기 수신기는 상기 다른 WTRU로부터 수신된 관련 요구 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성되고, 상기 처리 유닛은 상기 다른 WTRU로부터 수신된 관련 요구 프레임의 트래픽 예측 정보를 평가하고 수용 승인 명령이나, 제한 수용 승인 명령 또는 수용 부인 명령을 생성하도록 구성되며, 상기 송신기는 다른 WTRU로 상기 생성된 수용 명령을 송신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  8. 제6항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 엑세스 포인트(AP)로서 동작하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 상기 송신기는 복수 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보에 기초해서 상기 처리 유닛에 의해서 생성된 데이터 경쟁 윈도우 조정 명령을 선택 WTRU로 송신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 처리 유닛은 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하는 것과 관련하여 선택된 혼잡 레벨을 결정하는 경우 경쟁 윈도우 크기를 증대하도록 명령을 발생하는 것인 무선 송수신 유닛.
  11. 제9항에 있어서, 상기 수신기는 WTRU로부터 송신된 송신 요구(RTS) 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성되며, 상기 송신기는 관리 프레임의 경쟁 윈도우 조정 명령을 송신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  12. 무선 송수신 유닛(WTRU)과 엑세스 포인트(AP)간 WLAN에서의 트래픽을 제어하는 방법으로,
    상기 WTRU가,
    트래픽 레벨을 결정하고,
    관련 요구를 생성하며,
    상기 관련 요구 및 결정된 트래픽 레벨을 상기 AP로 송신하는 것을 포함하며,
    상기 AP가,
    상기 엑세스 포인트에 의한 관련 요구를 평가하며,
    상기 평가에 응답하여 적절한 조치를 상기 WTRU에 송신하는 것을 포함하는 것인 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 AP에 의해서 송신된 상기 조치는 상기 관련 요구를 받아들이는 것을 포함하는 것인 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 AP에 의해서 송신된 상기 조치는 상기 관련 요구를 거절하는 것을 포함하는 것인 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 AP에 의해서 송신된 상기 조치는 상기 관련 요구를 부분적으로 수용하는 것과, 상기 WTRU 제한 엑세스를 승인하는 것을 포함하는 것인 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 WTRU에 의해서 송신된 상기 관련 요구는 송신 요구(RTS) 프레임부로서 송신되는 것인 방법.
  17. 제16항에 있어서, 송신 클리어(CTS)와 함께 관련 요구에 응답하는 상기 AP를 더 포함하는 것인 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 AP에 의해서 송신된 상기 CTS는 다른 WTRU에 대해 상기 WTRU에 의한 상기 AP로의 엑세스를 우선순위 정하기 위해 지속 기간 데이터를 송신하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  19. 제12항에 있어서, 혼잡 검출에 응답하여 경쟁 윈도우(CW) 크기 및 백오프 타이머 중 하나를 변경하기 위한 WTRU에 대한 AP 명령을 더 포함하는 것인 방법.
  20. 제12항에 있어서, 상기 WTRU가 MAC 헤더에 이어지는 프레임 본체부로서 트래픽 정보를 송신하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  21. 제12항에 있어서, 상기 WTRU가 MAC 헤더에 이어지는 프레임 본체의 성능 정보 필드(CIF)부로서 트래픽 정보를 송신하는 것을 더 포함하는 것인 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 WTRU는 리저브드부의 트래픽 정보를 상기 CIF에 송신하는 것인 방법.
  23. 소정의 무선 프레임 포맷을 이용하며 트래픽 혼잡 제어부를 가진 WLAN에서 사용하도록 구성된 무선 송수신 유닛으로,
    소정의 프레임 포맷으로 무선 통신을 송수신하도록 구성된 송수신기와,
    상기 송수신기와 결합되어 수신된 통신 프레임과 포맷 정보를 전송용 프레임에서 처리하도록 구성된 처리 유닛을 포함하며,
    상기 처리 유닛은 트래픽 예측 정보를 생성하고 무선 통신 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성되며,
    상기 송신기는 내장된 트래픽 예측 정보를 가진 프레임을 포함하는 무선 통신 프레임을 제어 실체에 송신하도록 구성되고,
    상기 수신기는 상기 제어 실체에 전송된 프레임에 상기 처리 유닛에 의해서 내장된 트래픽 예측 정보에 응답하는 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 제어 실체로부터 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  24. 제23항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 처리 유닛은 관련 요구 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성되며, 상기 수신기는 전송된 내장 트래픽 예측 정보에 기초해서 전체적으로 혹은 부분적으로 관계를 승인하거나 부인하는 응답 명령을 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  25. 제23항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 송신기는 경쟁 윈도우에 기초해서 통신 프레임을 송신하도록 구성되고, 상기 수신기는 경쟁 윈도우 조정 명령을 포함할 수 있는 명령을 상기 제어 실체로부터 수신하도록 구성되며, 상기 WTRU는 상기 송신기가 상기 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하여 송신하는 경쟁 윈도우를 조정하는 경쟁 윈도우 제어부를 더 포함하는 것인 무선 송수신 유닛.
  26. 제25항에 있어서, 상기 경쟁 윈도우 제어부는 디폴트 최소 경쟁 윈도우를 설정하며 증대된 무선 통신 혼잡을 반영하는 상기 제어 실체로부터 수신된 경쟁 윈도우 조정 명령에 응답하여 최소 경쟁 윈도우를 증가하는 것인 무선 송수신 유닛.
  27. 제25항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 동작하도록 구성되며, 상기 처리 유닛은 송신 요구(RTS) 프레임에 트래픽 예측 정보를 내장하도록 구성되고, 상기 수신기는 상기 제어 실체로부터 관리 프레임의 경쟁 윈도우 조정 명령을 수신하도록 구성되는 것인 무선 송수신 유닛.
  28. 소정의 무선 프레임 포맷을 이용하며 트래픽 혼잡 제어를 구현하도록 구성되는 WLAN에서 사용하도록 구성된 기지국으로,
    소정의 프레임 포맷으로 무선 통신을 송수신하도록 구성된 송수신기와,
    상기 송수신기와 결합되어 수신된 통신 프레임과 포맷 정보를 송신용 프레임에서 처리하도록 구성된 처리 유닛을 포함하며,
    상기 처리 유닛은 무선 송수신 유닛(WTRU)으로부터 상기 수신기로 수신한 무선 통신 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성되며,
    상기 처리 유닛은 응답 명령을 생성하고 생성된 응답 명령이 포맷된 통신 프레임에 포함되도록 다른 통신 트래픽 데이터와 결합하여 상기 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하도록 구성되고,
    상기 송신기는 상기 WTRU에 응답하여 생성된 명령을 포함하는 무선 통신 프레임을 송신하도록 구성되는 것인 기지국.
  29. 제28항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 엑세스 포인트 AP로서 동작하도록 구성되며, 상기 처리 유닛은 상기 다른 WTRU로부터 수신된 관련 요구 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하고, 관련 요구 프레임에서 상기 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하고 수용 승인 명령이나, 제한 수용 승인 명령 또는 수용 부인 명령을 생성하도록 구성되며, 상기 송신기는 상기 처리 유닛에 의해생성된 수용 명령을 상기 WTRU로 송신하도록 구성되는 것인 기지국.
  30. 제28항에 있어서, IEEE 802.11 호환 시스템에서 엑세스 포인트(AP)로서 동작하도록 구성되는 것인 기지국.
  31. 제30항에 있어서, 상기 송신기는 다중 WTRU로부터 수신된 트래픽 예측 정보에 기초해서 상기 처리 유닛에 의해서 생성된 선택 WTRU로 데이터 경쟁 윈도우 조정 명령을 송신하도록 구성되는 것인 기지국.
  32. 제31항에 있어서, 상기 처리 유닛은 수신된 트래픽 예측 정보를 평가하는 것과 관련하여 선택된 혼잡 레벨을 결정하는 경우 경쟁 윈도우 크기를 증대하기 위한 명령을 발생하는 것인 기지국.
  33. 제31항에 있어서, 상기 처리 유닛은 송신 WTRU로부터 송신된 송신 요구(RTS) 프레임에 내장된 트래픽 예측 정보를 검출하도록 구성되며, 상기 송신기는 관리 프레임에 경쟁 윈도우 조정 명령을 송신하도록 구성되는 것인 기지국.
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