KR20060040716A - 대역폭 공정성 제공 방법 및 무선 네트워크 - Google Patents

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KR20060040716A
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사이 샨카 난다고팔란
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

무선 네트워크에서 대역폭 공정성을 제공하는 방법은 네트워큰 내의 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 특정 서비스 간격에 대한 대역폭 요건을 결정하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한 최소의 물리적 전송 레이트에 기초하여 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 할당된 전송 시간을 결정하는 단계를 포함한다. 또한, 예시적인 방법은 적어도 하나의 무선 스테이션이 최소의 물리적 전송 레이트보다 작은 다른 전송 레이트로 전송하는 경우에 그 적어도 하나의 무선 스테이션의 패킷을 분할하는 단계를 포함한다. 장치는, 예시적인 방법을 달성하도록 채택된다.

Description

대역폭 공정성 제공 방법 및 무선 네트워크{METHOD AND APPARATUS TO PROVIDE AIR TIME FAIRNESS IN MULTIPLE PHYSICAL TRANSMISSION RATE WIRELESS SYSTEMS}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 무선 네트워크 및 무선 네트워크 내에서 대역폭 공정성(bandwidth fairness)을 제공하는 방법에 관한 것이다.
전통적인 무선 시스템에서 무선 기술의 사용은 더욱 보편화되고 있다. 예를 들어, 컴퓨터용 무선 네트워크는 무선 접속을 위해 전통적으로 보존되는 링크에서 구현되고 있다.
무선 링크가 통상적으로 사용됨에 따라, 액세스 점들 및 무선 스테이션들/노드들 사이의 무선 트래픽을 더욱 양호하게 처리할 필요성이 증가한다. 예시적으로, 무선 근거리 통신망(WLAN)과 같은 무선 네트워크에는, 적어도 세 가지 유형의 트래픽이 발생할 수 있다. 제 1 유형은 상향링크 트래픽이라고 지칭되며, 무선 스테이션으로부터 액세스 점으로의 콘텐츠 전송을 나타낸다. 제 2 유형은 하향링크 트래픽이라고 지칭되며, 액세스 점으로부터 무선 스테이션으로의 콘텐츠 전송을 나타낸다. 제 3 유형은 사이트링크(sidelink) 트래픽으로 알려져 있으며, 하나의 무선 스테이션으로부터 다른 무선 스테이션으로의 콘텐츠 전송을 나타낸다.
불운하게도, 액세스 점으로부터 무선 스테이션으로의 하향링크에 대한 특정의 유해한 문제점이 발생할 수도 있다. 특정 무선 스테이션과 통신할 때, 다른 스테이션에 대해 적절한 전파점유시간(airtime) 및 대역폭 공정성(bandwidth fairness)을 보증하는 것이 종종 문제가 된다. 예를 들어, 액세스 점은 분산형 시스템으로부터 다수의 콘텐츠 스트림을 수신하는데, 각 스트림은 상이한 무선 스테이션을 향한다. 액세스 점은 스트림을 그들 제각각의 무선 스테이션에 전송하는 순서를 결정해야할 뿐 아니라, 액세스 점은 확실히 너무 큰 대역폭 및 전파점유시간을 하나의 무선 스테이션에 할당하지 않아야 한다.
그러나, 무선 스테이션의 이동 속성이 주어지면, 공정성은 용이하게 달성되지 않는다. 이는, 특히, 상이한 물리적 전송 레이트(transmission rate)를 갖는 이동 네트워크에 그러하다. 이러한 네트워크의 예가 GPRS(Generalized Packet Radio Service) 및 무선 근거리 통신망(WLAN)이다. 이들 네트워크에서, 스테이션 및 액세스 점(GPRS 네트워크의 경우에는 기지국)은 액세스 점(GPRS 네트워크의 경우에는 기지국)에 대한 거리에 기초하여 상이한 물리적 전송 레이트로 통신한다.
예를 들어, I.E.E.E. 802.11b 표준 하에는, WLAN 내에 적어도 4개의 통신 레이트, 즉, 11Mb/s, 5.5Mb/S, 2Mb/s 및 1Mb/s가 있다. IEEE 802.11a WLAN의 경우, 6Mb/s 내지 54Mb/s의 범위를 갖는 8개의 상이한 물리적 전송 레이트가 있다. IEEE802.11b WLAN 프로토콜에 있어서, 무선 스테이션이 자신의 액세스 점으로부터 이동하거나 움직임에 따라, 무선 스테이션과의 물리적인 통신 레이트가 떨어질 것이다. 이는, 액세스 점에 근접한 제 1 무선 스테이션이 11Mb/s 레이트로 데이터를 수신하게 하며, 액세스 점으로부터 움직이고 있는 제 2 무선 스테이션이 액세스 점으로부터 스테이션의 거리에 따라 5.5Mb/s 또는 2Mb/s 또는 1Mb/s 레이트로 데이터를 수신하게 한다. 예를 위해, 스테이션이 이동하였고, 그 전송 레이트가 1Mb/s임을 가정한다.
제 2 무선 스테이션이 이동하였고 그 물리적 전송 레이트를 1Mb/s로 낮추었기 때문에, 그 MAC 프레임을 전송하기 위한 레이트는 (그 전송 레이트를 11Mb/s로부터 1Mb/s로 낮추었기 때문에) 11배만큼 증가한다. 이와 같이, 이 프레임의 전송 시간 동안, 다른 스테이션은 자신들의 무선 매체를 접속하고 자신들의 데이트 프레임을 전송할 수 있기 전에 상대적으로 더 오랜 시간을 기다려야 할 것이다. 이는 다른 스테이션으로부터의 패킷이 자신들의 전송 최종 기한을 놓치고 또한 자신들의 처리량을 낮추게 한다. 하나의 스테이션이 이동하고 있기 때문에 모든 스테이션은 더 낮은 처리량을 겪으므로, 시스템 처리량이 감소한다.
용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 이들 지연은 네트워크 내에서 무선 스테이션의 서비스 시에 용인할 수 없는 레벨의 붕괴를 가져올 수 있다. 예를 들어, 비디오 및 오디오 콘텐츠는 지연을 견딜 수 없음을 의미하는 지연 민감성으로서, 프레임 중 일부를 잃어버릴 수 있음을 의미하는 손실 민감성은 아니다. 대조적으로, 이것은, 전자 메일 및 FTP 트래픽과 같은 데이터 콘텐츠이며, 손실 민감형으로 서 지연 민감형이 아니다. 따라서, 지연된 패킷 및 프레임 전송은 오디오 및 비디오 유형의 트래픽을 포함하되 이들로 제한되는 것은 아닌 다양한 유형의 트래픽을 위한 서비스 품질(QoS)의 용인할 수 없는 레벨을 가져온다. 이는, 특히, 네트워크에 심한 부하가 걸릴 때 문제가 된다.
전술한 것의 관점에서, 패킷 또는 프레임의 전송을 지연시키지 않고서 무선 스테이션에 대한 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 하향링크 트래픽에 제공하기 위한 방식이 필요하다. 예를 들어, 네트워크 내의 다른 무선 스테이션으로의 트래픽에 악영향을 끼치지 않고서 연속 패킷을 단일 무선 스테이션에 전송할 수 있는 액세스 점이 필요하다.
예시적인 예에 따르면, 무선 네트워크에서의 대역폭 공정성을 제공하는 방법은, 네트워크 내의 다수의 무선 스테이션의 각각에 대해 특정 서비스 간격에 대한 대역폭 요건을 결정하는 것을 포함한다. 이 방법은 또한 최소의 물리적 전송 레이트에 기초하여 다수의 무선 스테이션의 각각에 할당된 전송 시간을 결정하는 것을 포함한다. 또한, 예시적인 방법은, 무선 스테이션들 중 적어도 하나의 무선 스테이션이 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 작은 다른 전송 레이트로 전송하는 경우에, 그 적어도 하나의 무선 스테이션의 패킷을 분리하는 것을 포함한다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 무선 네트워크는 적어도 하나의 액세스 점 및 다수의 무선 스테이션을 포함한다. 예시적으로, 각 서비스 간격에 있어서, 액세스 점은 그들의 전송 요건을 기초로 각각의 무선 스테이션에 대한 전송 속도를 서비스 간격을 얻기로 정한 최소의 물리적 전송 레이트로 할당한다.
본 발명은 첨부하는 도면과 함께 읽으면 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해된다. 다양한 특징요소들이 반드시 실측으로 도시된 것은 아님을 강조한다. 사실상, 치수는 설명의 명료성을 위해 임의로 증가 또는 감소될 수도 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 분산형 무선 네트워크의 개략도,
도 2는 예시적인 실시예에 따른 무선 스테이션의 개략적인 블록도,
도 3은 예시적인 실시예에 따른 전파점유공정성을 제공하는 방법의 순서도이다.
다음의 상세한 설명에 있어서, 제한이 아닌 설명을 목적으로, 특정한 세부 사항을 개시하는 예시적인 실시예가 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해서 설명된다. 그러나, 본 진술의 이점을 갖는 당업계의 당업자에게는, 본 발명이 본원에 개시한 특정한 세부 사항으로부터 벗어나지 않은 다른 실시예에서 구현될 수 있음은 자명할 것이다. 또한, 본 발명의 설명을 모호하지 않게 하기 위해서, 공지된 디바이스, 방법 및 재료에 대한 설명이 생략된다. 마지막으로, 실질적으로, 같은 참조번호는 같은 특징요소를 나타낸다.
간단히, 본원에 예시한 실시예와 관련하여 설명한 바와 같이, 다수의 물리적 전송 레이트를 갖는 무선 네트워크에 무선전파시간 공정성을 제공하는 방법 및 장치가 제공된다. 예시적인 실시예에 따르면, 공정한 무선전파시간은, 앞의 단락에서 설명한 바와 같이 최소의 물리적 전송 레이트로 나누어진 비컨 간격(beacon interval)으로 생성된 모든 패킷을 서비스하는 것과 동일하며 허용되었던 다운스트림 스테이션의 트래픽 특성에 기초하여 스테이션에 할당되는 시간이다.
비교를 위해, 공지 시스템에 있어서, 제 1 무선 스테이션이 원래 위치로부터 전송 레이트가 원래 레이트의 절반인 위치로 이동하는 경우, 패킷이 완전히 전송되게 한다면, 패킷이 할당된 사용자 시간이 두 배가 걸린다. 그 동안, 제 2 무선 스테이션은 "웨이크-업"하며, 제 2 무선 스테이션이 전송을 완료할 때까지 액세스 점으로 전송할 수 없다. 다르게 설명하자면, 스테이션(2)의 패킷의 전송 횟수는 현재 실시간의 두 개의 유닛만큼 변화한다. 이는, 패킷이 그들의 "최종기한"을 놓치게 될 때 스트림(2)의 서비스 품질(QoS) 위반을 가져올 가능성이 있다. 따라서, 제 2 스테이션에 대한 서비스 품질(QoS)은 손상되고, 무선 네트워크 또는 시스템의 전체 처리량도 마찬가지로 감소한다.
대조적으로, 예시한 실시예에 따르면, 제 1 스테이션이 아닌 제 2 스테이션만이 감소한다. 이를 위해, 예시적인 실시예는 필요에 따라 특정 전송 레이트로 전송 시간에 따른 전송 능력을 제공한다. 본 예시적인 실시예에 있어서, 액세스 점은 제 1 스테이션에 하나의 패킷 전송 시간을 할당하고, 제 2 스테이션에는 세 배의 패킷 전송 시간을 할당한다. 이와 같이, 제 1 스테이션의 전송 시간은 액세 스 점에 의해 제 2 스테이션의 1/3으로 설정되었다. 제 1 스테이션이 액세스 점으로부터 이동하고 그 전송 레이트가 결과적으로 절반이 되는 경우, 네트워크 내의 위치/이동성과는 무관하게 전송하기 위한 설정 시간을 가지기 때문에, 그 스트림은 유일하게 영향을 받게 될 것이다. 즉, "이동하지 않은" 스테이션은 그들의 설정된 레이트 및 시퀀스로 계속해서 전송할 것이고, 그들의 QoS는 다른 스테이션의 이동에 의해 영향을 받지는 않는다.
본 예의 실시예에서, 제 1 스테이션은 패킷을 그 물리적인 전송 레이트가 저하된 횟수에 따라 동일한 길이의 두 개 또는 다수 개의 패킷으로 분할할 것이다. 이후 제 1 스테이션은 할당된 시간 내에 그 첫 번째 조각 또는 처음 몇 개의 조각들을 전송하고, 그 후에 제 2 스테이션은 지정된 시간에 전송을 시작하여, 지연되지 않게 한다. 따라서, 시스템 내의 다른 스테이션(들)의 이동과는 무관하게, 특정 세션에서 최소의 물리적인 전송 레이트로 그 물리적 전송 레이트를 유지한 임의의 무선 스테이션의 QoS는 동일하게 유지될 것이다. 따라서, 유리하게는, 예시적인 실시예에 따라, 공정성은 필요에 따라 각각의 무선 스테이션에 전송 시간을 초기 할당하여 달성된다.
도 1은 일례의 실시예에 따른 무선 시스템(100)을 도시한다. 무선 시스템(100)은 분산형 무선 시스템(도시하지 않음) 내에서 다수의 무선 시스템 중 하나일 수 있다. 무선 시스템(100)은 액세스 점(101)(AP), 제 1 무선 스테이션(102), 제 2 무선 스테이션(103) 및 N번째 무선 스테이션(104)(N은 정수이며, N ≥3)을 포함한다.
무선 스테이션(102-104)은 무선 링크에 의해 분산형 네트워크에 접속된 임의의 적절한 디바이스가 될 수 있다. 예컨대, 무선 스테이션은 일반적으로 이동 컴퓨터, 개인휴대정보단말, 셀룰러 GPRS 전화와 같은 휴대형 기기, UWB 디바이스, 또는 무선 디바이스가 될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예는 GPRS 및 WLAN 네트워크가 아니라, 스테이션 및 중앙 제어기(즉, WLAN 내의 AP 및 GPRS 내의 기지국)가 상이한 물리적 전송 레이트로 통신하는 모든 네트워크로 한정된다. 또한, 표준화되고 있는 초광대역(UWB) 시스템은 상이한 스테이션들 사이에 다수의 물리적 레이트 전송을 실현한다.
AP(101)는 종래기술의 무선 네트워킹에서 공지된 요소이다. 예시적인 실시예에 따르면, AP(101)는 선택된 특정 프로토콜을 위한 표준형 액세스 점 디바이스로부터 선택된다. AP(101)는 시스템(100)의 무선 스테이션 및 스케쥴링 디바이스로의/로부터의 패킷의 송신기 및 수신기로서 기능한다. 예를 들어, AP(101)는 각각의 무선 스테이션에 대한 무선전파 시간 요건을 선택하고, 각각의 스테이션에 이 시간을 할당한다. 또한, AP(101)는 하나의 무선 스테이션으로부터 다른 무선 스테이션으로 통신을 제공한다. 즉, AP(101)는 무선 스테이션(101)으로부터 하향링크를 통해 무선 스테이션(104)으로 전송될 패킷을 수신한다. 그 후, AP(101)는 무선 스테이션(104)으로의 하향링크 전송에 적절한 시간이 될 때까지 이 패킷을 보유한다.
무선 시스템(100)은 시스템 (100)내의 기지국(102-104)과 액세스 점(101) 사이, 및 시스템(100)의 요소들과 분산형 시스템 사이에 무선 통신을 제공한다. 또 한, 특징적으로, 무선 시스템(100)은 다수의 물리적 전송 레이트가 존재하는 시스템이다. 예를 들어, IEEE 802.11b를 따르는 시스템은 WLAN 내에 적어도 4개의 레이트, 즉, 11Mb/s, 5.5Mb/s, 2Mb/s 및 1Mb/s를 가진다. IEEE802.11a WLAN 표준에는, 6Mb/s 내지 54Mb/s의 범위에 있는 8개의 상이한 물리적 전송 레이트가 있다. 물론, 참조된 IEEE 프로토콜은 단지 예시적인 것이고, 다수의 물리적 전송 레이트를 제공하는 다른 시스템들이 사용될 수도 있다. 이들은 위에서 언급한 예시적인 네트워크들 뿐 아니라 새로운 Bluetooth™ 표준, 즉, IEEE802.15.3을 포함하되, 이들로 한정되는 것은 아니다. 이들 및 다른 프로토콜에 따르면, 무선 스테이션이 자신의 액세스 점으로부터 움직이거나 이동하는 경우, 이 스테이션의 물리적 통신 레이트는 이동 크기에 의해 결정되는 설정 레이트로 떨어질 것이다. 이 시스템의 예시적인 실시예에의 이들 세부사항 및 그 밖의 세부사항은 본 설명이 계속됨에 따라 더욱 명백해질 것이다.
동작 시, 특정 무선 세션에서, 제 1 무선 스테이션(102)은 1Mbit의 데이터 전송을 요구하고, 제 2 스테이션(103)은 2Mbit의 데이터 전송을 요구하며, N번째 스테이션(104)은 3Mbit의 데이터 전송을 요구한다. 이 세션에서, AP(101)는, 종종 최소 물리적 전송 레이트라고 지칭되는 특정 전송 레이트에 기초하여 그 세션의 완료를 위해 각 스테이션에 의해 요구되는 시간의 양을 결정할 것이다. AP에 의해 선택된 레이트는 AP와 QoS를 요구하고 있는 플로우 사이의 합의에 기초한다. 각 스테이션에 대한 할당 시간은 AP와 스테이션들 사이에서 협상된다. 이 할당을 결정한 후, 특정 패킷 전송 시간이 각각의 무선 스테이션에 대해 설정된다. 본 설명 이 계속됨에 따라 더욱 명백해지는 바와 같이, 공정성을 유지하고 무선 네트워크 또는 시스템의 전체적인 전송 레이트도 개선하기 위해, 일단 이들 할당이 설정되면, 세션이 종료되어 새로운 할당이 이루어질 때까지 고정된 채로 남는다. 할당의 예는 예시적인 실시예와 관련하여 현재 설명된다.
예시적인 실시예에서, 세션은 제 1 무선 스테이션(102)이 AP(101)를 통해 1Mbit의 데이터를 전송하고, 제 2 스테이션(102)이 AP(101)를 통해 2Mbit의 데이터를 전송하고 N번째 스테이션(이 실시예에서는 N=3)이 AP(101)를 통해 3Mbit의 데이터를 전송할 필요가 있다는 요건을 포함한다. 이들 스테이션의 각각은 초기화 패킷을 통해 AP(101)로 이들 요청을 전송한다. 예시적으로, 프로토콜은 IEEE802.11이고, 최대 전송 레이트는 11Mb/S이다.
AP(101)는 다음의 관계, 즉, 패킷 전송 시간 = 패킷 길이/최소 물리적 전송 레이트를 사용하여 패킷을 전송하는 시간을 계산할 것이다. 이와 같이, 패킷을 전송하는 각각의 시간은 AP(101)에 의해 계산되며, 제각각의 무선 스테이션(102-104)으로 전달된다.
이 예시적인 실시예에서, 제 3 스테이션(104)은 제 1 스테이션(102)의 세 배 더 큰 무선전파시간을 할당받고, 제 2 스테이션(103)은 제 스테이션(101)의 두 배를 할당받는다. 할당 후, 스테이션(102)이 AP(101)에서 이동하거나 여러 가지 다른 이유로 그 물리적 전송 레이트의 감소를 겪는다고 가정한다. 프로토콜에 따라서, 물리적 전송 레이트는 떨어져야 한다. 예를 들어, 할당은 11Mb/s의 전송 레이트에 기초하고, 스테이션(102)은 전송 레이트가 현재 5.5Mb/s가 되도록 충분히 멀 리 이동한다고 가정한다. 이 경우, 이동 스테이션이 Mbits의 데이터를 전송하는 데 두 배가 걸릴 것이다. 예시적인 실시예에 따르면, 스테이션(101)은 두 개의 별도 전송 시의 전송을 위해 패킷을 두 개의 패킷으로 분리할 것이다. 이를 위해, 본 예에서는, AP에 의해 질의될 때, 제 1 스테이션(101)은 할당 시간 동안 전송하여, 하나의 조각을 전송할 것이다. 이 전송의 종단에서, 제 2 스테이션(103)은 (예를 들어) "웨이크-업(wake-up)"하고 할당 시간 동안 전송하며, 유사하게, 제 3 스테이션(104)은 그 할당 시간 동안 전송할 것이다.
본 예시적인 실시예에서, 제 2 및 제 3 스테이션은 여러 가지 이유로 물리적 전송 레이트의 감소 또는 이동하지 않으며, 이 세션 동안 그 전송을 완료한다. 그러나, 제 1 스테이션(102)은 종료하지 않고, 할당 시간과 동일한 지속 시간의 한 구획 동안 제 2 조각을 전송해야 한다. 이것은 다음 액세스 기회 동안 일어난다. 또한, 원래 패킷이 "n"개의 작은 패킷들로 분할되고, 이동하여 그 물리적 전송 속도를 낮춘 이 이동 스테이션은 서브세트 k(k<=n)를 선택할 수 있으며, 원래의 할당 시간으로 전송할 수 있는 경우가 될 수 있다.
유리하게도, 예시적인 실시예의 시간 할당 때문에, 제 1 및 제 3의 QoS는 제 1 스테이션(102)의 이동에 의해 감소하지 않는다. 이를 위해, 전송을 위한 시간이 각 전송 세션의 시작 시에 각 스테이션에 대해 설정되기 때문에, 스테이션의 이동과 상관없이, 각 스테이션은 전송을 시작할 지정 시간에 웨이크업한다. 하나 이상의 스테이션이 여러 가지 다른 이유로 이동하거나 물리적 전송 레이트의 감소를 겪는 경우, 이들 스테이션은 각각 다수의 이벤트 시에 전송 패킷(들)을 분해해야 한 다.
이해할 수 있는 바와 같이, 하나의 무선 스테이션의 이동이 특정 세션에서 다른 스테이션의 전송에 악영향을 미치지 않기 때문에, 전체 네트워크의 전체 처리량이 매우 저하되지는 않는다. 따라서, 예시적인 실시예에 따르면, 잇따른 패킷 전송이 네트워크에 존재하는 다른 무선 스테이션으로부터의 스트림의 QoS 요건에 실질적으로 영향을 미치지 않고서 보증될 수 있으며, 또한 네트워크의 처리량 열화를 감소시킨다.
도 2는 예시적인 실시예에 따른 무선 스테이션(200)을 도시한다. 무선 스테이션(200)은 도 1에 도시한 무선 스테이션(102-104) 중의 하나가 될 수 있다. 또한, 예시적인 실시예의 설명을 모호하지 않게 하기 위해서, 도 2의 무선 스테이션(200)은 예시적인 실시예에 대해 적절한 소자들만을 도시하고 있음에 유의한다. 물론, 디바이스의 유형에 따라, 많은 다른 소자들이 포함될 것이다. 예를 들어, 무선 스테이션(200)은 이동 컴퓨터 또는 PDA가 될 수도 있다. 이 경우, 본 설명에 적절한 소자들은 단지 전체 디바이스의 소자들 중 적은 부분일 뿐이다.
무선 스테이션(200)은 메모리(201)를 포함하며, 메모리(201)는 데이터 중에서도 전송되는 패킷(202)을 포함한다. 또한, 무선 스테이션(200)은 패킷 분할 섹션(203)을 포함하며, 이 패킷 분할 섹션(203)은 패킷을 다수의 할당된 전송 시간 동안 전송하기 위한 조각들로 분할한다. 또한, 무선 스테이션(200)은 프로세서(204) 및 통신 시스템(205)을 포함한다. 프로세서는 무선 네트워크를 통한 패킷 데이터의 전송 및 수신 시에 요구되는 전송 순서 지정, 타이밍 및 그 밖의 기능에 유용한 공지된 마이크로프로세서이다.
동작 시, 무선 스테이션이 여러 가지 이유로 AP로부터 멀리 이동하거나 물리적 전송 레이트의 감소를 겪는 경우, 그 전송 레이트는 네트워크가 기능하는 프로토콜의 요건에 따라 낮아질 것이다. 이 경우, 프로세서(204)는 전송 완료에 필요한 수의 조각으로 패킷을 분할하라는 명령을 패킷 분할 섹션(203)에 전송할 것이다. 예를 들어, 전송 레이트가 인수 4만큼 감소하는 경우, 프로세서는 4개의 개별 전송을 통해 조각들을 4개의 조각들로 분할할 것을 패킷 분할기에 명령하며, 각 전송에는 할당되는 한 주기의 전파점유시간이 소요된다.
무선 스테이션(200)에 의해 전송된 제 1 조각의 헤더에는, 추후의 전송 시간에 3개의 추가 조각들을 수신할 것임을 수신기(AP)에 나타내는 비트가 제공된다. 최종 조각의 전송 시에는, 이것이 최종 조각임을 나타내는 더 많은 조각 비트가 리세트될 것이다.
예시적인 실시예에서, 일단 '이동된' 스테이션이 AP에 더 가까이 이동하고 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 큰 물리적 전송 레이트를 갖는다면, 그 스테이션은 자신 소유의 QoS를 열화시키지 않고 성공적으로 자신의 패킷을 전송할 수 있으며, 이것은 더 양호한 시스템 처리량을 가져온다.
도 3은 도 1의 네트워크와 같은 무선 네트워크에서 상향링크 및 하향링크 트래픽에 사용되는 예시적인 방법(300)의 순서도이다. 이전에 설명한 실시예와 관련하여, 방법(300)은 다양한 프로토콜들 중 하나 하에서 기능하며, 그 동작 네트워크 내에서 다수의 물리적 전송 레이트를 특징적으로 포함한다. 이러한 분산형 무선 네트워크를 관리하는 많은 개념 및 원리와 같이, 네트워크(100) 및 무선 스테이션(200)은 방법(300)에도 적용된다. 설명의 명료성을 위하여, 이들 개념 및 원리의 대부분은 예시적인 방법의 설명에서 반복되지 않는다.
단계 301에서, 새로운 통신 세션이 네트워크 내에서 AP와 다수의 무선 스테이션들 사이에서 시작된다. 단계 302에서, AP는 현재 세션에 대한 무선 스테이션들의 대역폭 요건에 대해 무선 스테이션에 질의한다. 단계 303에서, AP는 전파점유시간 또는 현재 세션에 대해 각각의 무선 스테이션에 대한 전송 시간을 할당한다. 이 할당은 특정한 최소의 물리적 전송 레이트에 기초하여 결정되며, 필요한 대역폭을 최소의 물리적 전송 레이트로 나눔으로써 간단히 결정된다. 예시적으로, 이 계산에 사용된 전송 레이트는 프로토콜 하에서 허여된 최대 레이트이다.
단계 304는 하나 이상의 스테이션이 세션 중이 이동하거나 여러 가지 다른 이유로 그 물리적 전송 레이트의 감소를 겪게 되어, 이동된 스테이션(들)의 전송 레이트에 변화를 가져오는 이벤트 시에 네트워크 내에서 뒤따르는 하위방법을 시작한다. 알 수 있는 바와 같이, 어떤 스테이션도 이동하지 않는 이벤트 시에, 시퀀스는 도시한 바와 같은 루트(309)를 따른다.
단계 304에서, 각각의 이동된 스테이션은 제각각의 전송 레이트를 단계303의 전송 레이트보다 더 낮은 새로운 레이트로 변화시켜야 할 것이다. 또한, 이들 전송 레이트는 시스템을 관리하는 프로토콜을 따른다. 네트워크 내의 다른 스테이션들의 QoS에 악영향을 끼치지 않게 하기 위해, 이동된 스테이션은 할당된 전송 시간 내에 각각의 조각을 전송하도록 자신들의 패킷을 분할해야 한다. 용이하게 결정할 수 있는 바와 같이, 이동된 스테이션의 패킷 조각의 수는 특정 스테이션(들)의 새로운 더 낮은 전송 레이트로 나누어진 초기 전송 레이트(예를 들어, 단계 303)와 동일하다. 예시적으로, AP에 의해 사용되어 단계 303에서의 전송 시간 할당을 결정하는 데 사용되는 초기 전송 레이트가 11Mb/s이고, 스테이션이 1프로토콜에 의해 Mb/s로 전송할 것을 요구받는 위치로 이동하는 경우, 패킷은 11개의 조각들로 분리되어야 한다.
단계 305에서, 스케쥴링된 전송 시간에, 이동된 스테이션(들)은 현재 세션에서 전송될 총 조각들의 수를 헤더 내에 포함하는 제 1 조각을 전송한다. 이 스테이션은 이동하기 때문에, 총 패킷을 전송하기에 충분한 시간을 갖지 않으며, 합의된 레이트에서의 전송을 유지하는 모든 스테이션들이 종료된 후 그 조각들을 전송할 것이다. 예시적인 실시예에서, 이동했거나 여러 가지 다른 이유로 물리적 전송 레이트의 감소를 겪은 스테이션은 물리적 전송 레이트가 합의된 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 클 때까지 조각들을 전송할 것이다.
단계 306에서, 남은 스테이션들은 AP에 의한 세션의 스케쥴링에 따라 AP와 함께 제각각의 대화를 실행한다. 다른 스테이션들은 이동하였거나 여러 가지 다른 이유로 물리적 전송 레이트의 감소를 겪었으며, 단계304에 따라 패킷들을 필요한 수의 조각들로 분할하였음에 유의한다. 이들 스테이션들은 AP와의 대화를 위해 지정된 시간에 단계 305를 수행한다. 전부해서, 각각의 스테이션은 단계 306 하에서 정렬된 스케줄 하에서 기능할 것이다.
모든 다른 스케쥴링된 대화의 종료 시, 각각의 스테이션은 모든 조각들이 전 송될 때까지 남은 조각들을 전송할 것이다. 스케쥴링은 AP에 의해 결정되며, 프로토콜에 의해 설정된 서비스 간격 동안 이동된 스테이션들에 전달된다. 최종적으로, 일단 모든 조각들이 전송되면, 그 세션이 종료되고, 적절한 시간에 새로운 세션이 단계 301로서 시작된다.
이해할 수 있는 바와 같이, 전송 간격을 각각의 무선 스테이션에 할당하면, 스케쥴링된 대화의 유지, 및 최소의 물리적 전송 레이트로부터 그들의 전송을 변화시키지 않은 네트워크 내의 각 스테이션에 대한 소정의 QoS의 유지를 조성한다. 이와 같이, 다른 스테이션들이 그 전송 레이트가 저하되지 않는 위치로 이동하기 때문에, 스테이션이 이동하지 않는 경우에 그 스테이션의 QoS는 저하되지 않는다. 또한, 네트워크 세션의 전체 처리량은, 하나 이상의 스테이션이 이동하는 경우에는 최적이지 않지만, 이동된 스테이션이 더 낮은 레이트로 전송을 완료할 수 있는 경우가 되는 범위까지 감소하지 않는다.
본 발명은 예시적인 실시예의 논의와 관련하여 상세히 설명되었으며, 본 진술의 장점을 갖는 당업계의 당업자에게 본 발명의 수정은 자명하다는 것이 명백하다. 이러한 수정 및 변형은 첨부되는 청구범위의 범주에 포함된다.

Claims (20)

  1. 무선 네트워크에서 대역폭 공정성(bandwidth fairness}을 제공하는 방법으로서,
    네트워크 내의 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 특정 서비스 간격에 대한 대역폭 요건을 결정하는 단계와,
    최소 물리적 전송 레이트에 기초하여, 상기 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 할당된 전송 시간을 결정하는 단계와,
    상기 무선 스테이션들 중 적어도 하나의 무선 스테이션이 상기 최소의 물리적 전송 레이트보다 작은 다른 전송 레이트로 전송하는 경우, 상기 적어도 하나의 무선 스테이션의 패킷을 분할하는 단계를 포함하는
    대역폭 공정성 제공 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 상기 할당된 시간은 서비스 간격 동안 상기 제각각의 무선 스테이션들에 의해 전송될 데이터의 양에 비례하는
    대역폭 공정성 제공 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 스테이션 각각에 대해, 많은 조각들은 상기 제각각의 다른 전송 레이트로 나누어진 상기 최소 물리적 전송 레이트와 동일한
    대역폭 공정성 제공 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 할당된 시간은 상기 최소의 물리적 전송 레이트로 나누어진 비컨 간격(beacon interval) 내에 생성된 모든 패킷들의 총 데이터와 동일한
    대역폭 공정성 제공 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 다수의 물리적 전송 레이트 무선 네트워크인
    대역폭 공정성 제공 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 일반화된 패킷 무선 서비스(Generalized Packet Radio Service: GPRS) 네트워크인
    대역폭 공정성 제공 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 무선 근거리 통신망(Wireless Local Area Network: WLAN)인
    대역폭 공정성 제공 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 무선 스테이션 각각은 상기 최소 전송 레이트로 전송하는 모든 무선 스테이션들이 그들의 패킷 전송을 완료한 후에 모든 남은 조각들을 전송하는
    대역폭 공정성 제공 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    서비스 간격 동안 전송을 상기 최소 물리적 전송 레이트로 유지하는 상기 무선 스테이션들 각각에 대해 특정 서비스 품질 QoS를 유지하는 단계를 더 포함하는
    대역폭 공정성 제공 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 저어도 하나의 무선 스테이션 각각은 그 물리적 전송 레이트가 상기 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 클 때까지 모든 남은 조각들을 전송하는
    대역폭 공정성 제공 방법.
  11. 적어도 하나의 액세스 점과,
    다수의 무선 스테이션들을 포함하되,
    각각의 서비스 간격에서, 상기 액세스 점은 상기 서비스 간격을 위해 고정된 최소의 물리적 전송 레이트에서의 그들의 전송 요건들에 기초하여 상기 무선 스테이션들 각각에 대해 전송 시간을 할당하는
    무선 네트워크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 무선 스테이션들은 상기 최소의 물리적 전송 레이트로 전송하는
    무선 네트워크.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 다수의 무선 스테이션들 중 임의의 것이 상기 서비스 간격 동안 그들의 전송 레이트를 상기 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 낮은 전송 레이트로 변화시키는 경우, 전송 레이트를 변화시킨 상기 무선 스테이션들 각각은 그들의 제각각의 패킷들을 분할하는
    무선 네트워크.
  14. 제 12 항에 있어서,
    조각들의 수는 상기 최소의 전송 레이트로 나누어진 상기 더 낮은 전송 레이트와 동일한
    무선 네트워크.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 전송 시간은 상기 최소의 물리적 전송 레이트로 나누어진 비컨 간격 내에 생성된 모든 패킷들의 총 데이터와 동일한
    무선 네트워크.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 무선 스테이션 각각은 다수의 물리적 전송 레이트로 전송하는
    무선 네트워크.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 일반화된 패킷 무선 서비스(GPRS) 네트워크인
    무선 네트워크.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 무선 근거리 통신망(WLAN)인
    무선 네트워크.
  19. 제 13 항에 있어서,
    특정 서비스 품질(QoS)은 전체 서비스 간격 동안 상기 최소의 물리적 전송 레이트로 전송한 상기 다수의 무선 스테이션들 각각에 대해 유지되는
    무선 네트워크.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 서비스 간격 동안 전송 레이트를 상기 최소의 물리적 전송 레이트보다 더 낮은 전송 레이트로 변화시킨 상기 무선 스테이션들 각각은 상기 최소 전송 레이트로 전송하는 모든 무선 스테이션이 그들의 제각각의 패킷 전송을 완료한 후에 그들의 남은 조각들을 전송하는
    무선 네트워크.
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