KR20060065656A

KR20060065656A - 무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간 공정성을제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품

Info

Publication number: KR20060065656A
Application number: KR1020067001918A
Authority: KR
Inventors: 사이 샨카 난다고팔란
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-06-14
Also published as: US7787434B2; EP1652342B1; ATE395763T1; JP4718460B2; WO2005011199A2; US20060187895A1; DE602004013789D1; KR101088649B1; EP1652342A2; JP2007500964A; WO2005011199A3

Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하는 방법(100), 액세스 포인트(20) 및 프로그램 제품(35)을 제공한다. 대역폭 공정성을 제공하기 위해, 액세스 포인트(20)에 의해 수신된 패킷 세트(46C)에 여분의 단편 비트가 설정되어 패킷 세트(46C)의 패킷은 그의 수신지(46C)에 연속적으로(즉, 백오프 없이) 전송될 수 있다. 전파점유시간 공정성을 제공하기 위해, 무선국(22A)용의 패킷(34)을 수신하는 경우, 액세스 포인트(20)는 패킷(34)을 전송하기 위한 전파점유시간 요구치를 결정하고, 이 전파점유시간 요구치에 기초하여 시간 카운터(50)를 설정한다. 그 후, 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 패킷(34)이 무선국(22A)으로 전송될 수 있는지 여부가 결정될 것이다. 전송될 수 없는 경우, 패킷(34)의 전송은 일어나지 않거나, 또는 패킷(34)은 전송에 적합한 단편 세트(48)로 분할될 것이다.

Description

무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품{METHOD, ACCESS POINT AND PROGRAM PRODUCT FOR PROVIDING BANDWIDTH AND AIRTIME FAIRNESS IN WIRELESS NETWORKS}

일반적으로, 본 발명은 무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간(airtime) 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품에 관한 것으로, 특히 패킷 세트가 액세스 포인트로부터 하나의 무선국으로 성공적으로 통신되면서 다른 무선국에 대한 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 유지하는 방법을 제공한다.

무선 컴퓨터 기술이 점점 더 보급됨에 따라, 액세스 포인트와 무선 국/노드 간의 무선 트래픽을 보다 잘 다룰 필요성이 증가한다. 구체적으로, 무선 근거리망(WLAN)과 같은 무선 네트워크에서, 적어도 세 가지 유형의 트래픽이 발생할 수 있다. 제 1 유형은 업링크 트래픽으로 지칭되며 무선국으로부터 액세스 포인트로의 콘텐트 전송을 나타낸다. 제 2 유형은 다운링크 트래픽으로 지칭되며 액세스 포인트에서 무선국으로의 콘텐츠 전송을 나타낸다. 제 3 유형은 사이드링크(sidelink) 트래픽으로 알려져 있으며, 하나의 무선국에서 다른 무선국으로의 콘텐츠 전송을 나타낸다. 액세스 포인트에서 무선국으로의 다운링크 트래픽에 대한 특정 문제점이 발생한다. 구체적으로, 도 1을 참조하면, 예시적인 무선 네트워크(10)가 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 기본 서비스 세트(BSS)(14) 내의 액세스 포인트(12)와 같은 단일 액세스 포인트는 다수의 무선국(16A-C)과 통신해야 할 수도 있다.

특정 무선국과 통신하는 경우, 다른 무선국에 대한 적절한 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 보장하는 것이 흔히 문제가 된다. 예를 들어, 액세스 포인트(12)는 분산된 시스템(18)으로부터 다수의 콘텐츠 스트림을 수신할 수 있고, 각각의 스트림은 상이한 무선국(16A-C)으로 전송될 수 있다. 액세스 포인트(12)는 스트림을 그들의 제각기의 무선국으로 전송할 순서를 결정해야 할 뿐만 아니라, 액세스 포인트(12)는 하나의 무선국에 대해 너무 많은 대역폭 및 전파점유시간을 할당하지 않아야 한다. 그러나, 무선국의 이동 특성(mobile nature)이 주어지는 경우, 공정성은 쉽게 달성되지 않는다. 예를 들어, I.E.E.E 802.11b 표준 하에서, WLAN 내에서 적어도 4 개의 통신 속도, 즉 11 Mb/s, 5.5 Mb/s, 2 Mb/s 및 1Mb/s가 존재한다. IEEE 802.11a WLAN의 경우, 6Mb/s 내지 54 Mb/s 범위에서 8개의 상이한 물리적 전송이 존재한다. IEEE 802.11b WLAN을 고려하자. 무선국이 그의 액세스 포인트로부터 멀리 이주 또는 이동함에 따라, 그것과의 물리적인 통신 속도는 떨어질 것이다. 이것은, 액세스 포인트(12)에 근접한 무선국(16A)이 11 Mb/s 속도로 데이터를 수신하는 반면, 액세스 포인트(12)로부터 멀리 이동하는 무선국(16B)은 1 Mb/s 속도로만 데이터를 수신할 수 있기 때문이다. 무선국(16B)이 멀리 동되고 그의 물리 적 전송 속도가 1Mb/s로 낮아지기 때문에, 그의 MAC 프레임을 전송하는 시간은 11배 증가한다(그 이유는 그의 전송 속도가 11 Mb/s에서 1 Mb/s로 낮아지기 때문이다). 따라서, 이 프레임의 변이 시간 동안, 다른 무선국(16B-C)은 그들이 무선 매체를 액세스하고 그들의 데이터 프레임을 전송할 수 있기 전에 보다 긴 시간을 대기해야 할 것이다.

지금까지, IEE 802.11의 CSMA/CA 프로토콜을 통해 "백오프(back-off)"를 제공함으로써 보다 낮은 공정성이 시도되었다. 구체적으로, 액세스 포인트(12)가 무선국(16A)에 네 개의 패킷을 전송해야 하는 경우, 액세스 포인트(12)는 하나의 패킷을 전송하고, 그런 다음 다른 통신 무선국(16B-C)이 매체를 액세스하고 그들의 프레임을 전송할 수 있도록 랜덤한 기간 동안 전송을 백오프 또는 중단할 수 있다. 랜덤한 백오프 기간이 지난후, 제 2 패킷이 전송될 수 있고, 그 후 또 다른 랜덤한 백오프 기간이 이어질 수 있다. 패킷 전송과 "백오프"의 이러한 교번은 모든 패킷이 전송되었을 때까지 지속될 수 있다.

불행히도, "백오프"는 몇 가지 문제를 야기할 수 있는데, 특히 오디오 또는 비디오 콘텐츠를 포함하는 패킷을 전송하는 경우에 더 그러하다. 특히, 비디오 및 오디오 콘텐츠는 전형적으로 지연에 민감한데, 이는 이들이 지연을 허용할 수 없다는 것을 의미하고, 또한 이들 콘텐츠는 손실에는 민감하지 않은데, 이는 그들이 그들의 일부 프레임을 손실하여도 여유가 있다는 것을 의미한다. 이것은 손실에는 민감하나 지연에는 민감하지 않은 이메일 및 FTP 트래픽과 같은 데이터 콘텐츠와는 대비된다. 따라서, "백오프"가 패킷 및 프레임의 전송을 지연시킬 것이기 때문에, 매체에 과부하가 걸리게 되는 경우 오디오 및 비디오 유형의 트래픽에 대해 필요로 하는 서비스 품질(QoS)을 제공하는 것이 어렵다.

또한, 오늘날의 IEEE 802.11 WLAN에서, 무선국용의 패킷 크기가 너무 큰 경우, 그 무선국에 대한 액세스 포인트는 큰 패킷을 보다 작은 패킷 또는 단편으로 분할하고 SIFS(Short Inter Frame Space) 시간으로 랜덤 백오프를 수행하면서 그 단편들을 전송할 것이다. 원시 패킷을 분할하는 이유는 패킷이 너무 크고 에러가 발생할 수 있기 때문이고, 또는 패킷이 충돌할 가능성이 있기 때문이다. 따라서, 재전송 프로세스를 수행하기 전에 패킷의 전체 지속기간을 대기해야 할 필요가 있을 수 있다. 이 경우, 원시 패킷은 작은 단편으로 분할되어 매체를 확보한 후 하나씩 전송될 것이다. 제 1 단편의 헤더에서, 수신기가 추가적인 단편을 수신할 것이라는 것을 수신기(수신 무선국)에 알려주는 여분의 단편 비트(the more fragment bit)가 존재할 것이다. 마지막 단편의 송신에서, 여분의 단편 비트는 이것이 마지막 단편이라는 것을 나타내도록 재설정될 것이다. 현재의 이러한 기술에서는 단일 패킷의 다수의 단편이 연속적으로 전송될 수 있지만, 다수의 패킷이 전체적으로 연속적으로 전송될 수는 없다.

앞서 내용을 비추어 보면, 패킷 또는 프레임의 전송을 지연시키지 않으면서 다운링크 트래픽에 대해 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하는 방법이 필요하다. 구체적으로, 다른 무선국에 대한 트래픽에 악영향을 미치지 않으면서 연속적인 패킷을 단일 무선국으로 전송할 수 있는 액세스 포인트가 필요하다.

일반적으로, 본 발명은 무선 네트워크에서 대역폭 공정성 및 전파점유시간 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품을 제공한다. 특히, 본 발명은 다운링크 트래픽에 대해 대역폭 및 전파점유시간 공정성을 제공한다. 다운링크 시나리오에서, 둘 이상의 수신지로 지정된 둘 이상의 트래픽 스트림이 존재할 수 있다. 처음부터 대역폭 공정성을 제공하기 위해, 본 발명은 다수의 패킷을 전송하는데 다수의 단편을 전송하는 개념을 사용할 것이다. 구체적으로, 본 발명은 다수의 패킷을 연속적으로 전송하도록 여분의 단편 비트를 설정할 것이다. 예를 들어, 무선국(16A 및 16B)으로 각각 지정된 두 개의 다운링크 패킷이 있는 것으로 가정한다. 또한, 양 스트림의 개개의 패킷 크기는 1000 바이트인 것으로 가정한다. 또한, 제 1 스트림은 1 Mb/s의 대역폭 요구를 가지고 제 2 스트림은 3 Mb/s의 대역폭 요구를 갖는다. 대역폭 공정성을 제공하기 위해, 액세스 포인트(12)는 스트림(1)의 하나의 패킷과 스트림(2)의 세 개의 패킷을 전송해야 하고 스트림(1)의 하나의 패킷과 스트림(2)의 세 개의 패킷의 전송으로 그 전송을 반복해야 한다. 본 발명에 따르면, 스트림(2)의 여분의 단편 비트는 세 개의 패킷의 연속적 전송을 허용하도록 설정된다. 구체적으로, 스트림, 즉 액세스 포인트(12)의 첫 번째 두 패킷에 대한 여분의 단편 비트는, 도착하려 하는 부가적인 패킷이 있다(세 개의 패킷 모두가 SIFS 시간 내에 도착할 것이다)라는 것을 수신국(16B)이 알도록 설정된다. 이것은 다수의 목적을 달성한다. 첫째, 다른 무선국은 매체를 액세스하려 시도하지 않을 것인데, 그 이유는 모든 패킷이 SIFS 시간으로 이격되어 있고, 스트림(1)에 비교해 세배의 대역폭이 스트림(2)에 할당되기 때문이다. (위의 예에서) 스트림(1)의 대역폭보다 3배를 필요로 하기 때문에 스트림(2)에 대해 세배의 대역폭 을 제공함으로써 대역폭 공정성이 제공된다. 또한, 이것은 다수의 전체 패킷이 연속적으로 전송될 수 있도록 해주는데, 이는 이전에는 불가능한 일이었다.

무선국이 액세스 포인트로 접근하고 멀어지는 겨우 전파점유시간 공정성에 대한 문제가 야기된다. 동일한 예를 가정하고 스트림(1)을 수신하는 무선국(16A)이 액세스 포인트(12)로부터 멀어지기 시작하고 그의 물리적 전송 속도가 11 Mb/s에서 1 Mb/s로 낮아지는 경우를 가정한다. 이 때, 스트림(1)의 패킷은 스트림(2)의 패킷(액세스 포인트(12)에 더 가까움)보다 11배 더 많은 전파점유시간을 점유할 것이다. 그 이유는 그의 물리적 전송 속도가 11 Mb/s에서 1 Mb/s로 떨어지기 때문이다(패킷을 전송하는 시간은 후속하는 관계에 의해 주어진다. 즉, Time_to_transmit_packet=packet_length/Physical_transmission rate). 따라서, 스트림(2)의 패킷의 전송 시간은 실시간의 11 유닛만큼 시프트된다. 이것은 스트림(2)의 서비스 품질(QoS) 위반을 야기할 수 있는데 그 이유는 패킷이 그들의 "데드라인(deadline)"을 놓칠 수 있기 때문이다. 또한, 하나의 이동국이 멀어지고 그의 물리적 전송 속도가 낮아지기 때문에 전체 네트워크의 전체적인 처리량은 낮아진다. 이러한 것이 발생하지 않도록 하기 위해, 본 발명은 전파점유시간 공정성을 제공한다. 구체적으로, 스트림(1)의 하나의 패킷 및 스트림(2)의 세 개의 패킷의 전송을 보장하는 대신, 본 발명은 스트림(1)에 대해 11 Mb/s의 하나의 패킷 전송 시간을 제공하고 스트림(2)에 대해 세배의 패킷 전송 시간을 제공한다. 그 결과는, 스트림(1)을 수신하는 무선국(16A)이 액세스 포인트(12)로부터 멀어지고 그의 속도가 11Mb/s에서 1Mb/s로 낮아지는 경우, 무선국(16A)에는 11 Mb/s의 하나의 패 킷 전송과 동일한 시간 할당만이 제공된다. 액세스 포인트(12)가 물리적 전송 속도를 조사하고 이 시간이 패킷을 1 Mb/s로 전송하기에 충분하지 않다고 결정하는 경우, 액세스 포인트는 스트림(1)의 패킷을 전송하지 않거나, 또는 패킷을 할당된 시간에 맞게 다수의 패킷/단편으로 분할하려 할 것이다. 이렇게 하기 위해, 스트림에 대한 전파점유시간 카운터가 제공되고 이전 전송 속도(즉, 전파점유시간 요구)로 이 스트림의 패킷 또는 패킷을 전송하는데 필요한 시간에 관한 것이다. 이 예에서, 스트림(1)의 전파점유시간 카운터는 1000 바이트/11 Mb/s일 것이며, 스트림(2)의 전파점유시간은 3*1000 바이트/11 Mb/s로 설정된다. 이후, 스트림(1)의 연속적인 패킷 또는 단편은 시간 카운터가 종료될 때까지 액세스 포인트(12)에 의해 전송될 것이다. 따라서, 본 발명은 네트워크에 제공된 다른 스트림의 QoS 요건에 영향을 미치지 않으면서 연속적인 패킷 전송을 보장하고 또한 네트워크의 처리량 저하를 방지한다.

본 발명의 제 1 측면은 무선 네트워크에서 대역폭 공정성을 제공하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 무선국에 대한 액세스 포인트 상에서 패킷 세트를 수신하는 단계와, 패킷 세트에 여분의 단편 비트를 설정하는 단계 및 액세스 포인트로부터 무선국으로 패킷 세트의 패킷을 백오프없이 연속적으로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 2 측면은 무선 네트워크에서 전파점유시간 공정성을 제공하는 방법을 제공하는데, 이 방법은 무선국에 대한 액세스 포인트 상에서 패킷을 수신하는 단계와, 패킷이 무선국으로 전송하기 위한 전파점유시간 요구치를 계산하는 단계와, 전파점유시간 요구치에 기초하여 액세스 포인트에 대해 시간 카운터를 설정하는 단계와, 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선국으로 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 제 3 측면은 무선 네트워크에서 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하는 액세스 포인트를 제공하는데, 이 액세스 포인트는 무선국에 대한 액세스 포인트로부터 수신된 패킷에 대한 전파점유시간 요구치를 계산하는 수단과, 전파점유시간 요구치에 기초하여 시간 카운터를 설정하는 수단과, 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선국으로 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 수단을 포함한다.

본 발명의 제 4 측면은 무선 네트워크에서 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하기 위한 기록가능한 매체 상에 저장된 프로그램 제품을 제공하는데, 이 프로그램 제품은 무선국에 대한 액세스 포인트 상에서 수신된 패킷에 대한 전파점유시간 요구치를 계산하는 프로그램 코드와, 전파점유시간 요건에 기초하여 시간 카운터를 설정하는 프로그램 코드와, 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선국으로 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 프로그램 코드를 포함한다.

따라서, 본 발명은 무선 네트워크에서 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품을 제공한다.

본 발명의 이들 및 다른 특징은 첨부한 도면과 연계하여 본 발명의 다양한 측면의 후속하는 상세한 설명을 읽음으로써 보다 쉽게 이해될 것이다.

도 1은 예시적인 무선 네트워크를 도시하는 도면,

도 2는 본 발명에 따른 예시적인 액세스 포인트를 도시하는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 첫 번째의 예시적인 방법 흐름도,

도 4는 본 발명에 따른 두 번째의 예시적인 방법 흐름도,

도면은 단지 개략적인 표현일 뿐 본 발명의 특정 파라미터를 도시하려 하는 것은 아니다. 도면은 본 발명의 전형적인 실시예만을 도시하려 할 뿐이고, 따라서 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 고려되어서는 안된다. 도면에서, 유사한 소자에 대해서는 유사한 참조번호가 부여된다.

일반적으로, 본 발명은 무선 네트워크에서 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하는 방법, 액세스 포인트 및 프로그램 제품을 제공한다. 구체적으로, 대역폭 공정성을 제공하기 위해, 여분의 단편 비트가 패킷 레벨 상에서 설정되어 다수의 패킷이 액세스 포인트에서 무선국으로 연속적으로(예를 들어, 백 투 백(back to back)) 전송될 수 있다. 전파점유시간 공정성을 제공하기 위해, 무선국으로 지정된 패킷을 수신하는 경우, 액세스 포인트는 패킷을 전송하기 위한 전파점유시간 요건을 계산할 것이고, 그런 다음 전파점유시간 요건에 기초하여 시간 카운터를 설정할 것이다. 그 후, 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선국으로 전송될 수 있는지 여부가 결정될 것이다. 전송될 수 있는 경우, 패킷은 전송될 것이다. 그렇 지 않은 경우, 패킷은 무선국으로 전송되는 단편 세트로 분할되거나 또는 전혀 전송되지 않을 것이다.

전형적인 실시예에서, 본 발명은 무선 근거리 통신망(WLAN) 내에서 구현된다는 것을 이해해야 한다. 그러나, 본 명세서에서 기술되는 실시예는 무선국과 통신하기 위해 액세스 포인트가 사용되는 임의의 유형의 무선 네트워크에서 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 알려져 있는 바와 같이, I.E.E.E. 802.11 표준 하에서, 무선 네트워크에는 몇몇 "계층(layer)"이 제공된다. 이러한 계층은 특히 애플리케이션 계층, TCP 계층, IP 계층, LLC 계층 및 MAC 계층을 포함하는 링크 계층, 및 물리 계층을 포함한다. 액세스 포인트는 전형적으로 물리적 및 MAC 계층 상에 상주한다. 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따르면, 액세스 포인트는 단일 스트림의 연속적인 패킷이 특정 무선국에 연속적인 방식("백오프"없이)으로 전송될 수 있도록 하면서 무선국에 대해 전파점유시간 및 대역폭 공정성을 제공하도록 구성된다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 예시적인 액세스 포인트(20)가 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 액세스 포인트(20)는 기본 서비스 세트(BSS)(24) 내의 무선국(22A-C)과 분산형 시스템(26) 간의 통신을 조성한다. 본 발명에 따르면, 액세스 포인트(20)는 또 다른 무선국(예를 들어, 22B)의 패킷에 의한 간섭없이 연속적인 방식으로 특정 무선국(예를 들어, 22A)으로 다운링크 트래픽의 연속적인 패킷이 전송될 수 있도록 구성된다.

본 발명을 보다 더 자세히 설명하기 전에, 액세스 포인트(22A)는 이러한 특 징들을 임의의 공지된 방식으로 제공하도록 구성될 수 있다는 이해해야 한다. 이러한 범위까지, 본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예는 액세스 포인트(20) 내에서 소프트웨어 기반 또는 하드웨어 기반 수단을 통해 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명한 방법을 수행하도록 적응된 임의의 종류의 구성요소가 적합하다. 하드웨어 및 소프트웨어의 전형적인 조합은 로딩되고 실행되는 경우 본 명세서에서 설명한 제각기의 방법을 수행하는 컴퓨터 프로그램을 갖는 구성요소일 수 있다. 이와 달리, 본 발명의 하나 이상의 기능적 임무를 수행하도록 지정된 하드웨어를 포함하는 특정 용도의 구성요소가 이용될 수 있다. 본 발명은 컴퓨터 프로그램 제품으로 구현될 수 있는데, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 본 명세서에서 설명한 방법의 실시예를 가능하게 하는 모든 제각기의 특징을 포함하며, 컴퓨터 시스템에 로딩되는 경우 이들 방법을 수행할 수 있다. 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 프로그램, 이러한 문맥의 프로그램, 또는 소프트웨어는 인스트럭션 세트에 대한 임의의 언어, 코드 또는 표기를 통한 임의의 표현을 의미하며, 인스트럭션 세트는 정보 프로세싱 능력을 갖는 시스템이 특정 기능을 직접 수행하도록 하거나 또는 (a) 또 다른 언어, 코드 또는 표기로의 변환, 및/또는 (b) 다른 제재 형태로의 재생 중 하나 또는 그 모두 이후에 수행할 수 있도록 한다.

도 2는 단지 예시적일 뿐이고, 액세스 포인트(20), 무선국(22A-C) 및/또는 분산형 시스템(26)은 도시되어 있지 않은 부가적인 구성요소를 포함할 수 있다는 것을 먼저 이해해야 한다. 도시되어 있는 바와 같이, 임의의 이벤트에서, 액세스 포인트(20)는 일반적으로 메모리(28), 메모리(28)의 프로그램 코드와 같은 인스트럭션을 수행하는 프로세서(30) 및 분산형 시스템(26)과 무선국(22A-C)과 통신하는 통신 시스템(32)을 포함한다. 메모리(28)는 전형적으로 각각 하나 이상의 패킷(34)을 포함하는 무선국(22A-C)용으로 의도된 분산형 시스템(26)으로부터 다운링크 트래픽(46A-C)의 스트림을 수신한다. 도시되어 있는 바와 같이, 액세스 포인트(20)는 다수의 다운링크 트래픽(46A-C)(예를 들어, 3)을 수신할 수 있고, 각각의 트래픽은 상이한 무선국(22A-C)으로 각각 목적지가 정해질 수 있다. 이전의 시스템에 따르면, 액세스 포인트(20)는 "백오프" 방법을 사용하여 특정 무선국에 패킷을 전송할 수 있다. 예를 들어, 다수의 패킷이 무선국(22A)에 전송될 경우, 액세스 포인트(20)는 제 1 패킷을 전송하고, 이어서 "백오프" 기간이 이어질 것이며 이 기간 동안 패킷은 다른 무선국(22B-C)으로 전송될 수 있다. 그러나, 비디오 및 오디오 콘텐츠를 포함하는 패킷과 같은 다양한 유형의 트래픽에 대해, "백오프" 기간에 의해 유도된 지연은 QoS 문제를 야기한다. 본 발명에 따르면, 액세스 포인트(20)는 다수의 연속적인 패킷이 단일 무선국(22A-C)으로 "백오프" 기간없이 라우팅될 수 있도록 함으로써 대역폭 공정성을 제공하도록 구성된다. 본 발명은 패킷을 무선국(22A-C)으로 전송하기 위한 전파점유시간 요구를 계산하고 전파점유시간 요구에 기초하여 시간 카운터를 설정함으로써 전파점유시간 공정성을 제공하도록 더 구성된다. 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 전송될 수 있는 경우, 전송은 이루어질 것이다. 그러나, 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 전송될 수 없는 경우, 패킷은 전송되지 않거나, 또는 별개로 전송되는 단편 세트로 분할될 것이다.

구체적으로, 스트림 선택 시스템(36), 전파점유시간 요구 시스템(28), 패킷 분할 시스템(40), 단편 설정 시스템(42) 및 카운터 설정 시스템(44)을 포함하는 "공정성" 프로그램 제품(35)이 메모리(28)에 도시되어 있다. 다운링크 트래픽(46A-C)의 스트림이 액세스 포인트(20)에 의해 수신되는 경우, 무선국(22A-C)과 통신하는 채널은 액세스될 것이며, 스트림 선택 시스템(36)은 스트림(46A-C) 중 어느 스트림이 먼저 처리될 것인지를 결정할 것이다. 그러한 과정에서, 스트림 선택 시스템(36)은 다른 스트림의 QoS 특성을 위반하지 않으면서 스트림(46A-C) 중 어느 스트림을 먼저 전송할 것인지를 결정하는 임의의 공지된 알고리즘(예를 들어, TWFQ 알고리즘)을 통합할 수 있다.

임의의 이벤트에서, 스트림(46A-C)을 무선국(22A-C)에 전송하는 경우, 대역폭 공정성이 제공될 수 있다. 구체적으로, 각 스트림(46A-C)의 패킷 크기가 1000 바이트인 것으로 가정한다. 또한, 스트림(46A) 및 스트림(46B)은 각각 1 Mb/s의 대역폭 요구를 갖는 것으로 가정하고, 스트림(46C)은 3 Mb/s의 대역폭 요구를 갖는 것으로 가정한다. 대역폭 공정성을 제공하기 위해, 액세스 포인트(20)는 스트림(46A-B)의 하나의 패킷과 스트림(46C)의 세 개의 패킷을 (예를 들어, 통신 시스템(32)을 통해) 전송해야 하고 스트림(46A-B)의 하나의 패킷과 스트림(46C)의 세 개의 패킷의 전송을 반복해야 한다. 본 발명에 따르면, 단편 설정 시스템(42)은 스트림(46C)과 동반하는 MAC 헤더에 여분의 단편 비트를 설정하여 세 개의 패킷의 연속적인(즉, 백오프 없이) 전송을 가능하게 한다. 구체적으로, 스트림의 첫 번째 두 패킷에 대한 여분의 단편 비트는 무선국(22A)이 앞으로 도착할 추가적인 패킷이 있다는 것(또한 세 패킷 모두가 SIFS 시간 내에 도착할 것이라는 것)을 알도록 설정된다. 따라서, 본 발명에 따르면, 스트림(46C)에 "N"개의 패킷이 있는 경우, "N-1"개의 패킷의 여분의 단편 비트가 설정될 것이다.

본 발명은 또한 전파점유시간 공정성을 제공할 것이다. 위에서 지적한 바와 같이, 이것은 특히 무선국(예를 들어, 22A)이 액세스 포인트(20)로부터 멀리 이동하는 경우에 문제가 될 수 있다. 따라서, 예를 들어 스트림(46A)에 대해, 전파점유시간 요구 시스템(38)은 먼저 스트림(46A)의 패킷(34)을 무선국(22A)에 전송하기 위한 전파점유시간 요구를 결정할 것이다. 일반적으로, 전파점유시간 요구는 선택된 스트림(46A)의 패킷(34)의 크기 및 전송률에 기초한다. 예를 들어, 무선국(22A)용으로 의도된 스트림(46A)하나의 1000 메가 비트 패킷(34)을 포함하고, 무선국(22A)으로의 전송률이 5 Mb/s인 경우, 패킷(34)을 전송하기 위한 총 전파점유시간 요구치는 200 마이크로초일 것이다.

전파점유시간 요구치가 계산되면, 카운터 설정 시스템(44)은 전파점유시간 요구치에 기초하는 시간 카운터(50)를 설정/수립할 것이다. 예를 들어, 전파점유시간 요구치가 200 마이크로초인 것으로 계산된 경우, 시간 카운터(50)는 200 마이크로초로 설정될 수 있다. 그러나, 시간 카운터가 전파점유시간 요구치의 정확한 양으로 설정될 필요는 없다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 시간 카운터(50)는 다른 무선국(22B-C)에 대한 대역폭 및 전파점유시간 공정성이 유지될 수 있도록 하기 위한 사전결정된 룰 세트 등에 의해, 계산된 전파점유시간 요구치보다 긴 또는 짧은 기간으로 설정될 수 있다. 임의의 이벤트에서, 시간 카운터(50)가 설정되는 경 우, 전파점유시간 요구 시스템(38)은 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 무선국(22A)에 패킷(34)이 전송될 수 있는지를 결정할 것이다. 전송될 수 있으면, 통신 시스템(32)은 패킷(34)을 그 무선국으로 전송할 것이다.

그러나, 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 패킷(34)이 무선국(22A)에 전송될 수 없는 경우, 패킷 분할 시스템(40)은 패킷(34)을 단편 세트로 분할할 것이다. 예를 들어, 1000 메가 비트 패킷(34)은 10개의 100 메가 비트 단편 세트로, 또는 5개의 200 메가 비트 단편 세트 등으로 분할될 수 있다. 또한, 무선국(22A)용으로 의도된 원시 스트림(46A)이 둘 이상의 패킷(34)을 포함한 경우, 각각의 이러한 패킷(34)은 유사한 방식으로 분할될 수 있다. 임의의 이벤트에서, 패킷(34)이 단편 세트로 분할된 경우, 통신 시스템(32)은 이 단편 세트의 통신을 시작할 수 있다. 이러한 정도에 대해, 단편 세트는 위에서 설명한 다수의 패킷 전송과 유사한 방식으로 연속적으로 전송될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.

도 2는 본 발명의 소프트웨어 기반 실시예를 단지 예로써 도시하고 있다. 구체적으로, 본 발명의 기본적 기능이 도 2 도시 및 설명되어 있으며 액세스 포인트(20) 내의 프로그램 코드에 의해 수행된다. 그러나, 이것은 반드시 그러한 경우이어야 할 필요는 없는데, 그 이유는 동일한 기능을 하드웨어(또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합)를 통해 제공할 수 있기 때문이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따라 대역폭 공정성을 제공하는 방법(100)이 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 방법(100)의 제 1 단계(S1)는 액세스 포인트 상에서 패킷 세트를 수신한다. 제 2 단계(S2)는 패킷 세트에 여분의 단편 비 트를 설정한다. 제 3 단계(S3)는 액세스 포인트로부터 무선국으로 패킷 세트를 백오프없이 연속적으로 전송한다.

이제, 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 방법(200)이 도시되어 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 이 방법의 제 1 단계(D1)는 무선국에 대한 액세스 포인트 상에서 패킷을 수신한다. 제 2 단계(D2)는 패킷을 무선국으로 전송하기 위한 전파점유시간 요구치를 계산한다. 제 3 단계(D3)는 전파점유시간 요구치에 기초하여 액세스 포인트에 대해 시간 카운터를 설정한다. 제 4 단계(D4)는 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선국으로 전송될 수 있는지를 결정한다. 시간 카운터가 종료되기 전에 패킷이 무선 액세스 포인트로 전송될 수 있는 경우, 그 패킷은 단계(D5)에서 전송될 것이다. 그러나, 시간 카운터가 종료되기 전에 전송이 이루어질 수 없는 경우, 그 패킷은 단계(D6)에서 단편 세트로 분할될 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대해 앞에서 설명한 것은 예시 및 설명을 목적으로 제공되었다. 개시되어 있는 바로 그 형태로 본 발명을 국한 또는 제한하려 하지 않으며, 다수의 수정 및 변형이 가능하다는 것이 분명하다. 당업자라면 알 수 있는 이러한 수정 및 변형은 첨부한 청구항에 의해 정의된 본 발명의 범주 내에서 포함되려 한다.

Claims

무선 네트워크에서 대역폭 공정성을 제공하는 방법(100)에 있어서,

액세스 포인트(20) 상에서 무선국(22C)에 대한 패킷 세트(46C)를 수신하는 단계와,

상기 패킷 세트(46C)의 여분의 단편 비트(a more fragment bit)를 설정하는 단계와,

상기 액세스 포인트(20)로부터 상기 무선국(22C)으로 상기 패킷 세트의 패킷을 백오프(back-off)없이 연속적으로 전송하는 단계를

포함하는 대역폭 공정성 제공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 여분의 단편 비트를 설정하는 상기 단계는 상기 패킷 세트(46C)를 수반하는 MAC 헤더에 상기 여분의 단편 비트를 설정하는 단계를 포함하는 대역폭 공정성 제공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 패킷 세트(46C)는 다수의 패킷을 포함하는 대역폭 공정성 제공 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 여분의 단편 비트는 전송될 상기 패킷 세트(46C)의 마지막에는 설정되지 않는 대역폭 공정성 제공 방법.
무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간(airtime) 공정성을 제공하는 방법(200)에 있어서,

액세스 포인트(20) 상에서 무선국(22A)에 대한 패킷(34)을 수신하는 단계와,

상기 패킷(34)을 상기 무선국(22A)에 전송하기 위한 전파점유시간 요구치를 계산하는 단계와,

상기 전파점유시간 요구치에 기초하여 상기 액세스 포인트(20)에 대해 시간 카운터(50)를 설정하는 단계와,

상기 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 단계를

포함하는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 패킷을 상기 액세스 포인트에 전송하는 단계를 더 포함하는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 시간 타이머(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 전송될 수 없는 경우 상기 패킷(34)을 단편 세트(48)로 분할하는 단계를 더 포함하는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 시간 카운터(50)가 종료될 때까지 상기 단편 세트(48)를 전송하는 단계를 더 포함하는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 분할 단계는 상기 패킷(34)을 동일한 하위-패킷으로 분할하여 단편 세트(48)를 생성하는 단계를 포함하는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
제 5 항에 있어서,

상기 전파점유시간 요구치는 상기 패킷의 크기 및 전송률에 기초하여 계산되는 대역폭 및 전파점유시간 공정성 제공 방법.
무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간 공정성을 제공하는 액세스 포인트(20)에 있어서,

무선국(22A)에 대한 액세스 포인트(20) 상에서 수신된 패킷(34)에 대한 전파점유시간 요구치를 계산하는 수단(38)과,

상기 전파점유시간 요구치에 기초하여 시간 카운터(50)를 설정하는 수단(44)과,

상기 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 상기 무선국(22A)에 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 수단(38)을

포함하는 액세스 포인트(20).
제 11 항에 있어서,

상기 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 전송될 수 있는 경우 상기 패킷(34)을 통신하는 수단(32)을 더 포함하는 액세스 포인트.
제 11 항에 있어서,

상기 시간 타이머(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 상기 무선국(22A)에 전송될 수 없는 경우 상기 패킷(34)을 단편 세트(48)로 분할하는 수단(40)을 더 포함하는 액세스 포인트.
제 13 항에 있어서,

상기 분할 수단(40)은 상기 패킷(34)을 동일한 하위-패킷으로 분할하여 상기 단편 세트(48)를 생성하는 액세스 포인트.
제 11 항에 있어서,

상기 전파점유시간 요구치는 상기 패킷(34)의 크기 및 전송률에 기초하여 계산되는 액세스 포인트.
제 11 항에 있어서,

상기 액세스 포인트(20)는 무선 근거리 통신망 내에서 구현되는 무선 액세스 포인트(20)인 액세스 포인트.
실행되는 경우 무선 네트워크에서 대역폭 및 전파점유시간 공정성을 제공하는 기록가능한 매체 상에 저장된 프로그램 제품(35)에 있어서,

무선국(22A)에 대한 액세스 포인트(20) 상에서 수신된 패킷(34)에 대한 전파점유시간 요구치를 계산하는 프로그램 코드(38)와,

상기 전파점유시간 요구치에 기초하여 시간 카운터(50)를 설정하는 프로그램 코드(44)와,

상기 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 상기 무선국(22A)에 전송될 수 있는지 여부를 결정하는 프로그램 코드(38)를

포함하는 프로그램 제품(35).
제 17 항에 있어서,

상기 시간 카운터(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 무선국(22A)으로 전송될 수 있는 경우 상기 패킷(34)을 통신하는 프로그램 코드(32)를 더 포함하는 프로그램 제품.
제 17 항에 있어서,

상기 시간 타이머(50)가 종료되기 전에 상기 패킷(34)이 상기 무선국(22A)에 전송될 수 없는 경우 상기 패킷(34)을 단편 세트(48)로 분할하는 프로그램 코드(40)를 더 포함하는 프로그램 제품.
제 19 항에 있어서,

상기 분할 프로그램 코드(40)는 상기 패킷(34)을 동일한 하위-패킷으로 분할하여 상기 단편 세트(48)를 생성하는 프로그램 제품.
제 17 항에 있어서,

상기 전파점유시간 요구치는 상기 패킷(34)의 크기 및 전송률에 기초하여 계산되는 프로그램 제품.
제 17 항에 있어서,

상기 프로그램 제품(35)은 무선 근거리 통신망 내에서 구현되는 액세스 포인트(20) 상에서 구현되는 프로그램 제품.