KR20050052726A - 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적조정을 통한 성능 향상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 재전송 카운트를 이용하여 요청구간의 길이를 증가시키거나 감소시켜 대역폭을 효율적으로 사용하는 것에 관한 것이다.

본 발명의 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법은 비콘 구간, 요청 구간, 할당 구간을 포함하여 구성되는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법에 있어서, 마스터가 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 슬레이브에 통보하는 제 1단계; 상기 슬레이브가 상기 요청 구간 동안 재전송 카운트 및 시간 슬롯 요청 정보를 담은 요청 패킷을 마스터에 전송하는 제 2단계; 상기 슬레이브가 마스터에 요청 패킷의 전송 여부를 판단하는 제 3단계; 상기 마스터가 요청 구간의 길이를 증가시킬지를 판단하는 제 4단계 및 상기 마스터가 요청 구간의 길이를 감소시킬지를 판단하는 제 5단계로 이루어짐을 특징으로 하는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법으로 이루어짐에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법은 재전송 카운트를 시간 슬롯 요청 정보와 함께 요청 패킷의 형태로 마스터로 전송하여 경쟁 구간의 길이를 네트워크 상황에 맞게 조절하여 슬레이브가 마스터로부터 시간 슬롯을 할당받기까지 걸리는 시간을 일정수준 이내로 유지하면서도, 요청 구간의 길이를 필요 이상으로 길게하여 생기는 대역폭의 낭비를 막는 효과가 있다.

Description

예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법 {Method for efficient utilization of bandwidth by dynamically varied request period in reservation based MAC}

본 발명은 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 재전송 카운트를 이용하여 요청구간의 길이를 증가시키거나 감소시켜 대역폭을 효율적으로 사용하는 것에 관한 것이다.

매체 접근제어(MAC : Medium Access Control)란 네트워크에 있어서 하나의 전송로를 복수의 단말기들이 원활하게 공유할 수 있도록 해주는 전송로 접근 방식으로 근거리 통신망(LAN : Local Area Network)에서 방송 방식을 사용하여 정보를 전달하는 각각의 장치에서 통신 매체에 대한 접근 권한을 얻어서 정보를 전달하기 위하여 사용되는 방법이다. 예약(Reservation)이란 전송할 데이터가 있으면 미리 예약한 후 대역폭을 사용하는 것으로써, 시간슬롯 형태로 구성된 버스나(Bus) 링 토폴로지(Ring Topology)에 주로 적용되어 중앙집중 또는 분산된 방식으로 대역폭을 예약하는 것이다.

예약 방식의 매체 접근제어 프로토콜은 일반적으로 마스터와 슬레이브들로 구성된다. 데이터를 송신하고 싶은 슬레이브는 마스터에게 데이터 송신을 위한 시간 슬롯을 요청하고 마스터가 시간슬롯을 할당하게 되면 슬레이브는 할당된 시간슬롯 동안 데이터를 전송하게 된다. 브로드캐스팅(Broadcasting)이나 멀티캐스팅의 경우를 제외하고 한 슬롯은 기본적으로 하나의 슬레이브에 할당되므로 해당 슬레이브는 해당 시간슬롯동안 다른 슬레이브와의 충돌없이 독점적으로 데이터를 전송하게 된다.

이러한 동작 원리에 따라 예약 방식의 매체 접근제어 프로토콜에서의 전체 구간은 도 1과 같이 구성된다. 도 1은 종래 예약 기반의 매체 접근제어 프로토콜의 일반적인 슈퍼 프레임(Superframe) 구조로, 슬레이브들이 마스터에 시간슬롯의 할당을 요청하는 요청 구간(20), 상기 마스터가 상기 슬레이브들에게 시간슬롯 할당 결과를 알려주는 비콘 구간(10), 상기 마스터나 상기 슬레이브들이 실제 데이터를 교환하는 할당 구간(30)으로 나뉜다.

상기 비콘 구간(10)에서는 상기 마스터가 상기 슬레이브들에게 비콘 패킷을 브로드캐스팅한다. 상기 할당구간(30)에서는 상기 슬레이브들이 상기 마스터로 주어진 시간슬롯동안 독점적인 전송권한을 보장받아 데이터 패킷을 전송한다. 상기 요청 구간(20)에서는 모든 슬레이브들이 시간슬롯을 요청하는 요청 패킷을 전송하게 된다. 예약 방식의 매체 접근제어 프로토콜에서는 요청 구간동안 슬레이브들이 요청 패킷을 마스터에게 보내는 방법이 성능의 주요한 요소 중 하나이다.

요청 패킷을 전송하는 방식에는 랜덤 액세스(Random Access) 방식과 요청 구간 내에 요청 패킷을 독점적으로 보낼 수 있는 요청시간 슬롯을 할당하는 방식이 있다. 상기 랜덤 액세스 방식은 전송해야 할 데이터를 소유한 모든 슬레이브들이 고정된 요청구간의 길이동안 경쟁적으로 요청 패킷을 보내는 방법으로, 경쟁에 참여하는 슬레이브의 수가 증가할수록 충돌이 많아져 요청 패킷의 손실율이 높아지고 결과적으로 요청 패킷을 보내기 시작한 후부터 마스터로부터 슬롯을 할당받기까지 걸리는 시간의 증가로 이어지는 단점이 있다.

요청시간슬롯을 할당하는 방식은 랜덤 액세스의 단점에 대한 대안으로 네트워크에 참여한 슬레이브들에 요청 구간 내에 요청 패킷을 독점적으로 보낼 수 있는 방법이다. 슬레이브들은 자신들이 원하는 순간 바로 마스터에게 요청 패킷을 보낼 수 있는 장점이 있으나, 요청을 하지 않는 슬레이브들에도 요청시간 슬롯을 할당하게 되므로 대역폭을 낭비하게 된다는 단점이 있다.

종래기술인 미국 등록특허 제5384777호의 Adaptive medium access control scheme for wireless LAN(무선 근거리 통신망에 적합한 매체 접근 제어 방법)은 시간 슬롯이 데이터 및 제어 서브 프레임 또는 주기로 구성되는 고정 프레임 내로 그룹화되어 각각의 해더에 따라 구성된 3개의 주기의 시간 간격에 이동국이 액세스 경쟁을 하여 전송 효율을 높이는 방법에 관한 것이다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술은 주어진 프레임 내에서 이동국으로부터 데이터 전송이 재전송이든 아니든간에 각 프레임마다 전송 표시를 제공하기 위해 시간 간격을 계산해 주어야 한다는 문제점이 있었다.

또한 종래기술인 대한민국 공개특허 제1999-0053159호의 코드분할 다중접속 네트워크에서 매체 접근 제어 프로토콜은 한 술롯에서 사용 가능한 코드의 수에 제한을 두어 코드 분할 다중접속(CDMA : Code-Division Multiple Access) 네트워크에서 데이터 트래픽에 대한 서비스를 가능하게 하는 매체 접근 제어 프로토콜에 관한 것이다. 그러나, 상기와 같은 종래 기술은 사용 가능한 최대 코드 수를 결정한 후 모든 터미널이 주어진 코드를 공유하도록 하여 데이터 트래픽에 대한 서비스를 가능하게 하기 때문에, 각 터미널의 필요에 따라 매 슬롯 마다 코드를 부여받도록 해야 한다는 문제점이 있었다.

또한 종래기술인 대한민국 공개특허 제2001-0064225호의 직교 주파수 분할 다중 방식의 무선 랜에 적합한 매체접근 제어 프레임 구성 장치 및 방법은 아이피 패킷 또는 비동기 전송모드(ATM : Asynchronous Transfer Mode) 셀(Cell)을 전송하는 무선 랜 시스템의 매체 접근 제어 프레임을 구성하는 것이다. 매체 접근 제어 프레임을 구성하는 방법에 있어서 신속한 경쟁 신호 처리가 가능하도록 상향 경쟁 전송 구간을 상향 전송 구간의 시작 부분에 형성시켜, 하드웨어 구현시 상향 경쟁 구간의 결과를 처리할 수 있는 여유 시간을 확보하는 것에 관한 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 상향 경쟁 구간의 결과를 처리하기 위한 여유 시간을 확보해야 하기 때문에 그만큼의 대역폭을 낭비하게 된다는 문제점이 있었다. 또한 매체 접근 제어의 시분할 다중접속 기법에 적합하지 못하다는 문제점도 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 재전송 카운트를 요청 패킷의 내용과 함께 마스터로 전송하여 경쟁 구간의 길이를 네트워크 상황에 맞게 조절하여 대역폭의 낭비를 막는 것을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은 비콘 구간, 요청 구간, 할당 구간을 포함하여 구성되는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법에 있어서, 마스터가 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 슬레이브에 통보하는 제 1단계; 상기 슬레이브가 상기 요청 구간 동안 재전송 카운트 및 시간 슬롯 요청 정보를 담은 요청 패킷을 마스터에 전송하는 제 2단계; 상기 슬레이브가 마스터에 요청 패킷의 전송 여부를 판단하는 제 3단계; 상기 마스터가 요청 구간의 길이를 증가시킬지를 판단하는 제 4단계 및 상기 마스터가 요청 구간의 길이를 감소시킬지를 판단하는 제 5단계로 이루어진 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법에 의해 달성된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 마스터의 동작 다이어그램에 관한 것이다. 도 2를 살펴보면 비콘 구간에서 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 슬레이브에 통보(S100)하면, 상기 요청 구간동안 상기 슬레이브들이 보낸 요청 패킷을 받는다(S110).

요청 패킷의 전송 후에 통신 종료 여부를 판단(S120)하여 통신을 종료하지 않기로 할 경우에는 할당 구간동안 상기 슬레이브들과 데이터 패킷을 송수신(S130)하게 된다. 상기 요청 패킷은 상기 슬레이브들의 시간 슬롯 요청 정보 및 재전송 카운트(Retry count)로 이루어진다.

상기 요청 구간동안 이루어지는 상기 요청 패킷의 전송은 랜덤 액세스 방법으로 전송이 시도되며 요청 패킷의 전송이 실패하면 상기 슬레이브는 재전송 카운트를 하나 증가시키고 증가된 재전송 카운트가 포함된 요청 패킷을 상기 마스터에 재전송한다. 재전송은 정해진 재전송 카운트 제한(count limit)이 될 때까지 계속된다.

상기 마스터는 상기 요청 패킷을 보낸 상기 슬레이브 중 재전송 카운트가 (은 사용자가 정할 수 있는 임의의 수로, 슬레이브들의 각각의 재전송 카운트 수와 비교할 때 사용되는 기본 값이다.)보다 크고, 상기보다 큰 재전송 카운트를 갖는 슬레이브의 수가 (은 사용자가 정할 수 있는 임의의 수로, 보다 큰 재전송 카운트를 갖는 슬레이브의 수를 비교할 때 사용되는 기본 값이다.)을 넘는 경우(S140)에는 상기 요청 구간의 길이를 만큼 증가(S150)시킨다. 이 보다 작은 경우에는 요청 구간의 길이를 줄일 것인지 판단하는 단계로 넘어가게 된다.

요청 구간의 길이를 줄이고자 할 경우에는 재전송 카운트 수가 보다 작은 슬레이브의 수가 보다 큰 경우(S160)에는 요청 구간의 길이를 만큼 줄이게(S170) 된다. 상기 ,,는 상기 요청 구간의 길이를 증가시킬 때 사용되는 값이며, 상기 ,,는 상기 요청 구간의 길이를 감소시킬 때 사용되는 값이다. 보다 작은 슬레이브의 수가 보다 작은 경우에는 비콘 구간에서 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 슬레이브에 통보(S100)하는 단계로 이동한다.

도 3은 본 발명에 의한 슬레이브의 동작 다이어그램에 관한 것이다. 도 3을 살펴보면 상기 마스터로부터 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 통보(S200)받은 상기 슬레이브는 요청 구간동안 상기 마스터에 재전송 카운트를 포함한 요청 패킷을 전송(S210)한다.

상기 요청 패킷의 전송 성공여부를 탐지(S220)하여 전송이 성공하였을 경우에는 통신 종료 여부를 판단(S120)하여 종료하지 않기로 할 경우에는 할당 구간에서 데이터 패킷을 전송(S250)한다. 전송에 실패하였을 경우에는 상기 요청 패킷에 포함된 상기 재전송 카운트를 하나 증가(S230)시키고, 재전송 카운트 제한 수치와 비교(S240)한다. 만약 재전송 카운트 제한 수치보다 작을 경우에는 상기 마스터에게 상기 재전송 카운트 수치가 하나 증가된 상기 요청 패킷을 다시 전송하게 되고, 상기 재전송 카운트 제한 수치보다 클 경우에는 재전송을 하지 못하고 초기의 단계로 넘어가 새로 요청 구간과 할당 구간을 통보받기를 기다리게 된다.

도 4는 본 발명에 의한 실시예이다. 도 4를 살펴보면 = 3, = 2, = 3, 슬레이브 개수는 A부터 D(110~140)까지 4개라고 가정할 경우 요청 구간(100)의 길이가 증가되는 예를 나타내었다.

슬레이브 A(110)의 요청 구간에서의 재전송 카운트는 3번, 슬레이브 B(120)는 1번, 슬레이브 C(130)는 2번 그리고 슬레이브 D(140)는 3번의 재전송을 통해 요청 패킷이 전송되었다고 가정하면, 재전송 카운트가 보다 크거나 같은 슬레이브의 수는 2이다. 상기 슬레이브 수는 상기 의 수보다 크거나 같기 때문에 마스터는 요청 구간의 길이를 인 3만큼 증가시키게 된다.

따라서, 본 발명의 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법은 재전송 카운트를 시간 슬롯 요청 정보와 함께 요청 패킷의 형태로 마스터로 전송하여 경쟁 구간의 길이를 네트워크 상황에 맞게 조절하여 슬레이브가 마스터로부터 시간 슬롯을 할당받기까지 걸리는 시간을 일정수준 이내로 유지하면서도, 요청 구간의 길이를 필요 이상으로 길게하여 생기는 대역폭의 낭비를 막는 효과가 있다.

도 1은 종래 예약 기반의 매체 접근제어 프로토콜의 일반적인 슈퍼 프레임 구조이다.

도 2는 본 발명에 의한 마스터의 동작 다이어그램이다.

도 3은 본 발명에 의한 슬레이브의 동작 다이어그램이다.

도 4는 본 발명에 의한 실시예이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

S100 : 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치 통보

S110 : 요청 구간동안 슬레이브들로부터 요청 패킷을 받음

S120 : 통신 종료 여부

S130 : 할당 구간동안 슬레이브들과 데이터패킷을 송수신함

S140 : 요청 패킷을 보낸 슬레이브 중 재전송 카운트가

보다 큰 것의 수 >

S150 : 요청 구간의 길이를 만큼 증가시킴

S160 : 요청 패킷을 보낸 슬레이브 중 재전송 카운트가

보다 큰 것의 수 >

S170 : 요청 구간의 길이를 만큼 감소시킴

S200 : 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 통보받음

S210 : 요청 구간동안 마스터에 재전송 카운트를 포함한 요청 패킷 전송

S220 : 전송 여부 판단

S230 : 재전송 카운트를 1 증가시킴

S240 : 재전송 카운트 > 재전송 카운트 제한 수치

S250 : 할당 구간 데이터 패킷 전송

100 : 요청 구간 110 : 슬레이브 A

120 : 슬레이브 B 130 : 슬레이브 C

140 : 슬레이브 D

Claims (4)

1. 비콘 구간, 요청 구간, 할당 구간을 포함하여 구성되는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법에 있어서,

   마스터가 비콘을 통해 요청 구간과 할당 구간의 길이와 위치를 슬레이브에 통보하는 제 1단계;

   상기 슬레이브가 상기 요청 구간 동안 재전송 카운트 및 시간 슬롯 요청 정보를 담은 요청 패킷을 마스터에 전송하는 제 2단계;

   상기 슬레이브가 마스터에 요청 패킷의 전송 여부를 판단하는 제 3단계;

   상기 마스터가 요청 구간의 길이를 증가시킬지를 판단하는 제 4단계; 및

   상기 마스터가 요청 구간의 길이를 감소시킬지를 판단하는 제 5단계

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 3단계는 전송이 실패했을 경우에는 재전송 카운트를 하나 증가시키고, 전송이 성공하였을 경우에는 할당 구간동안 데이터 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 4단계는 재전송 카운트 비교에 의해 요청 구간 길이가 증가하지 않으면 상기 제 1단계로 가고, 증가하면 요청 구간 길이를 증가시키는 것을 특징으로 하는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 제 5단계는 재전송 카운트 비교에 의해 요청 구간 길이가 감소하지 않으면 상기 제 1단계로 가고, 감소하면 요청 구간 길이를 감소시키는 것을 특징으로 하는 예약 방식의 매체 접근제어에서의 요청 구간 길이의 동적 조정을 통한 성능 향상 방법.