KR20070060597A

KR20070060597A - 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070060597A
Application number: KR1020050120351A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 최성현; 장경훈; 김종석; 김성관; 황효선
Original assignee: 삼성전자주식회사; 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2007-06-13
Also published as: KR100861928B1; US7912018B2; US20070133459A1

Abstract

본 발명은 데이터 전송 실패가 채널 오류로 인한 실패인지 데이터 충돌로 인한 실패인지 판단하여 충돌로 인한 전송률 감소 또는 전송률 증가의 지연을 줄이는 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법에 관한 것으로, 충돌에 의한 데이터 전송 실패를 검출하여 충돌로 인한 전송률 감소를 줄이고, 미리 정한 횟수 이상의 데이터 전송 실패시 RTS/CTS 교환기법을 이용하여 데이터를 재전송하는 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선랜(WLAN), link adaptation, RTS(Request-To-Send) / CTS(Clear-To-Send) 교환 기법, ARF(Automatic Rate Fallback), 전송률(Transmission rate)

Description

충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION RATE ACCORDING TO COLLISION IN WIRELESS LAN}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 구성을 도시한 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 구성을 도시한 도면,

도 3은 무선랜에서의 데이터 프레임의 충돌 발생 종류와 검출 가능 여부를 도시한 도면,

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도,

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도 및,

도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 다른 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도이다.

본 발명은 충돌에 의한 데이터 전송 실패를 검출하여 충돌로 인한 전송률 감소를 줄이고, 미리 정한 횟수 이상의 데이터 전송 실패시 RTS/CTS 교환기법을 이용하여 데이터를 재전송하는 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선랜인 IEEE 802.11 wireless LAN (WLAN)에서 단말이 얻을 수 있는 처리량(throughput)을 향상시키기 위해 link adaptation 기법을 사용한다. Link adaptation은 주어진 시간에 802.11에서 제공 가능한 여러 전송률 중에서 가용한 가장 높은 전송률을 추정하여, 이를 사용하는 기법이다.

이처럼 IEEE 802.11 WLAN 표준에는 사용 가능한 다중 전송률에 대한 규격이 정해져 있음에 반해, 이에 대한 사용 방법, 즉 link adaptation 기법은 정의되어 있지 않다. 때문에 현재까지 다양한 link adaptation 기법이 논문 등을 통해 제안되었다. 이 중 ARF(Automatic Rate Fallback)는 IEEE 802.11 WLAN에서 사용하기 위해 제안된 link adaptation algorithm 중 최초의 것이며, 현재까지 실제 단말 및 AP(access point)에서 가장 널리 사용되고 있는 기법이다.

ARF는 현재 무선환경에서 사용 가능한 최대의 전송률을 추정하기 위해 2회의 연속적인 전송 실패를 하면, 전송률을 한 단계 아래의 전송률로 낮추며, 10회의 연속적인 전송 성공시, 전송률을 한 단계 위의 전송률로 높인다. 상기 ARF(Automatic Rate Fallback)의 상세 내용은 논문 "Ad Kamerman and Leo Monteban, WaveLAN-II: a high-performance Wireless LAN for the Unlicensed Band, Bell Labs Technical Journal, vol.2, no.3 pp.118-133, Aug. 1997."을 참조한다.

그러나 상기 ARF는 물론 현재까지 제안, 발명된 대부분의 link adaptation 기법은 무선 자원을 위한 경합(Contention)이 심한 환경에서 그 성능이 급격히 떨어지는 경향을 보인다. 다시 말해, 하나의 AP에 접속한 단말의 개수가 많거나, 경합이 심한 경우, 다른 단말 또는 AP로부터의 프레임과 충돌(collision)이 발생할 가능성이 높아진다. 그러나 IEEE 802.11 WLAN의 맥 레이어(MAC layer)는 전송한 프레임에 대해 타임 아웃(timeout)이 발생한 경우에 대해서만 전송실패를 인지하기 때문에, 충돌(collision)이 발생한다 하더라도 이를 채널 에러(channel error)에 의한 전송실패와 정확하게 구분하지 못한다. 때문에 ARF와 같은 link adaptation 기법에서는 충돌(collision)이 발생하면, 이를 채널 오류(channel error)라고 가정하고 전송률을 한 단계 낮추게 된다. 이러한 오동작은 경합(contention)이 심할수록 더욱 자주 발생하게 되며, 실제로 보다 높은 전송률로 전송이 가능한 무선환경임에도 불구하고 낮은 전송률로 전송을 시도하는 단말 및 AP을 비율이 높아지게 된다.

한편, 무선 채널상의 문제(channel error : path loss, fading 등)나 프레임(frame)의 충돌로 인해 송신 단말은 전송한 데이터 프레임(data frame)에 대한 응답인 ACK(Acknowledgement) 프레임을 수신하지 못하게 된다. 전송 중인 데이터 프 레임의 크기가 클수록, 낮은 전송속도(transmission rate)를 사용할수록, 실패한 전송으로 인해 낭비되는 시간이 상대적으로 크게 나타나게 된다. 특히, 숨은 노드(hidden station)가 존재하는 경우나 무선채널을 점유하기 위해 경쟁에 참여하고 있는 단말의 수가 많을수록, 해당 문제는 더욱 심각하게 전체 WLAN에 미치게 된다.

IEEE 802.11 WLAN (Wireless Local Area Network) 계열의 기술에서 기본적으로 구현 및 사용되고 있는 RTS(Request-To-Send) / CTS(Clear-To-Send) 교환 기법은 페이로드(Payload)가 없는 작은 크기의 제어 프레임인 RTS 프레임과 CTS 프레임을 이용하여 충동을 제어하는 기법이다.

RTS 프레임은 데이터 프레임의 전송 전에 데이터 프레임을 수신할 단말에게 보내지며, 이를 수신한 단말은 IEEE 802.11 WLAN 표준에는 정의하는 SIFS(Short Interframe Space) 시간 이후, CTS 프레임으로 응답을 하도록 되어 있으며, 이를 받은 단말은 역시 SIFS 시간 이후 실제 데이터 프레임을 전송하게 된다. 이러한 과정 중, RTS 프레임과 CTS 프레임 내에는 실제 데이터 프레임의 전송과 이에 대한 Ack 프레임의 전송시간을 포함하는 시간이 담겨 있기 때문에, RTS CTS data Ack 프레임의 전송 절차 중 다른 단말은 채널 점유를 위한 절차를 수행하지 않는다. 결국 RTS/CTS 교환을 통해 전송 단말은 데이터 프레임 전송을 위한 채널 점유 시간을 예약할 수 있는 장점이 있기 때문에, 숨은 노드(hidden station) 문제를 해결할 수 있게 된다. 또한, 만약 RTS 프레임이 충돌에 의해 유실될 경우에도, 데이터 프레임에 비해 상대적으로 매우 작기 때문에 그 손해가 상대적으로 미약하다. 따라서 다수의 단말이 채널 점유를 위해 경쟁하는 환경에서도 큰 효과를 낼 수 있 게 된다.

하지만, RTS/CTS 교환(exchange) 기법은 RTS/CTS 프레임을 송신하는데 드는 부하(overhead)가 존재한다. 즉, 경쟁에 참여하는 단말의 수가 적을수록 RTX/CTS 교환의 부하(overhead)는 더욱 커지는 문제 때문에 RTS/CTS 교환(exchange) 기법은 실제 WLAN 환경에서 자주 사용되지 않는다.

따라서, 경쟁이 심한 환경이나 경쟁이 적은 환경에서도 최적은 전송률로 전송하는 무선랜 장치 및 방법이 요구된다.

본 발명의 목적은 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 미리정한 횟수 이상의 데이터 전송 실패시 RTS/CTS 교환기법을 이용하여 데이터를 재전송하는 무선랜 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 데이터 전송 실패 충돌을 검출하여 충돌로 인한 전송률 감소를 줄이는 무선랜 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치에 있어서, 제어부의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS 프레임과 CTS 프레임을 송/수신하는 무선랜 통신부, 상기 제어부의 제어를 받아 상기 RTS 프레임과 사익 CTS 프레임을 생성하는 RTS/CTS 생성부 및, 데이터 전송 실패시 성공횟수를 초기화하고 실패횟수를 증가시키고, RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 만족하면 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 상기 데이터 전송 실패 횟수와 실패횟수 임계값을 비교하여 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값 이상이면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어하는 상기 제어부를 포함하는 장치를 제공한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치에 있어서, 제어부의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS 프레임과 CTS 프레임을 송/수신하는 무선랜 통신부, 상기 제어부의 제어를 받아 상기 RTS 프레임과 사익 CTS 프레임을 생성하는 RTS/CTS 생성부, 상기 제어부의 제어를 받아 데이터 전송 실패시 상기 데이터의 충돌 여부를 검출하는 충돌 검출부 및, 상기 데이터 전송 실패시 성공횟수를 초기화하고, 실패한 상기 데이터에 이전에 RTS/CTS 교환기법의 실행 유무를 검사하고, 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않았으면, 상기 충돌 검출부를 이용하여 상기 데이터 충돌 검출 여부를 검사하고, 상기 검사결과 상기 충돌을 검출하지 못하였으면, 실패횟수를 증가시키고, 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 만족하면 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 상기 데이터 전송 실패 횟수와 실패횟수 임계값을 비교하여 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값 이상이면, 상기 무선랜 장치의 전 송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어하는 상기 제어부를 포함하는 장치를 제공한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 무선랜 장치에서 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 방법에 있어서, 데이터 전송의 성공 유무를 검사하는 과정, 상기 검사결과 상기 데이터 전송이 실패하면, 성공횟수를 초기화하는 과정, 실패횟수를 증가시키는 과정, RTS/CTS 교환기법 실행조건의 만족 여부를 검사하는 과정, 상기 검사결과 상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건을 만족하면, RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하는 과정, CTS 프레임의 수신 여부를 검사하여 상기 CTS 프레임을 수신할 때까지 상기 RTS 프레임을 재전송하는 과정, 상기 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교하는 과정, 상기 비교결과 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키는 과정 및, 상기 데이터를 재전송하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 다른 방법은, 무선랜 장치에서 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 방법에 있어서, 데이터 전송의 성공 유무를 검사하는 과정, 상기 검사결과 상기 데이터 전송이 실패하면, 성공횟수를 초기화하는 과정, 실패횟수를 증가시키는 과정, RTS/CTS 교환기법 실행조건의 만족 여부를 검사하는 과정, 상기 검사결과 상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건을 만족하면, RTS 프 레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하는 과정, CTS 프레임의 수신 여부를 검사하여 상기 CTS 프레임을 수신할 때까지 상기 RTS 프레임을 재전송하는 과정, 상기 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교하는 과정, 상기 비교결과 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키는 과정 및, 상기 데이터를 재전송하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 데이터 전송 실패가 채널 오류로 인한 실패인지 데이터 충돌로 인한 실패인지 판단하여 충돌로 인한 전송률 감소 또는 전송률 증가의 지연을 줄이는 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치 및 방법에 관한 것으로, 아래에서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

본 발명의 설명에 앞서 실패횟수는 데이터 전송이 실패한 횟수를 의미하고, 성공횟수는 데이터 전송이 성공한 횟수를 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 1을 참조하면 본 발명의 무선랜 장치는 제어부(100), 무선랜 통신부(102) 및, RTS/CTS 생성부(104)를 포함하여 구성한다.

상기 제어부(100)는 데이터 전송 실패시 성공 횟수를 초기화하고 실패횟수를 증가시키고, RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 데이터 전송을 실패횟수 임계값 이상으로 연속하여 실패한 경우, 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어한다. 상기 제어부의 전송률 제어 흐름은 아래에서 도 4를 참고하여 상세히 설명한다.

상기 무선랜 통신부(102)는 상기 제어부(100)의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS 프레임과 CTS 프레임을 송/수신한다.

상기 RTS/CTS 생성부(104)는 상기 제어부(100)의 제어를 받아 RTS 프레임과 CTS 프레임을 생성한다. 상기 RTS/CTS 생성부(104)의 상기 RTS 프레임과 상기 CTS 프레임의 생성은 무선랜 표준인 "IEEE 802.11 wireless LAN"를 따른다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 구성을 도시한 도면이다.

상기 도 2는 상기 도 1에서 설명한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 다른 실시 예로 충동 검출부(206)를 더 포함하여 구성함으로 RTS/CTS 교환 기법을 사용하기 전에 충동 검출부(206)를 통해 미리 충돌을 검출해보고 충동을 검출하지 못할 경우 RTS/CTS 교환 기법을 사용하는 장치이다.

상기 도 2를 참조하면, 본 발명의 무선랜 장치는 제어부(200), 무선랜 통신 부(202), 충돌 검출부(204) 및, RTS/CTS 생성부(206)를 포함하여 구성한다.

상기 제어부(200)는 데이터 전송 실패시 성공 횟수를 초기화하고 RTS/CTS 교환기법의 이전 사용 유무에 따라 충동 검출부(204)를 통해 충돌을 검출하고 충돌을 검출하면 데이터를 재전송하고 충돌을 검출하지 못하면 실패횟수를 증가시키고, RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 데이터 전송을 실패횟수 임계값 이상으로 연속하여 실패한 경우, 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어한다. 상기 제어부(200)의 전송률 제어 흐름은 아래에서 도 5를 참고하여 상세히 설명한다.

한편, 상기 제어부(200)의 다른 제어방법으로 데이터 전송 실패 시점을 충돌 검출 실패 이후로 보는 방법이 있을 수 있다. 상기 제어부(200)의 다른 제어 흐름을 아래에서 도 6를 참고하여 상세히 설명한다.

상기 무선랜 통신부(202)는 상기 제어부(200)의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS 프레임과 CTS 프레임을 송/수신한다.

상기 충돌 검출부(204)는 상기 제어부(200)의 제어를 받아 데이터 전송 실패시 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하기 전에 데이터의 충돌 여부를 감지한다. 하지만 항상 감지할 수 있는 것은 아니며 감지 방법 및 감지가능한 경우를 아래에서 도 3을 참조하여 후술한다.

상기 RTS/CTS 생성부(206)는 상기 제어부(100)의 제어를 받아 RTS 프레임과 CTS 프레임을 생성한다. 상기 RTS/CTS 생성부(104)의 상기 RTS 프레임과 상기 CTS 프레임의 생성은 무선랜 표준인 "IEEE 802.11 wireless LAN"를 따른다.

도 3은 무선랜에서의 데이터 프레임의 충돌 발생 종류와 검출 가능 여부를 도시한 도면이다.

상기 도 3을 참조하면 본 발명의 충돌 검출부(204)의 데이터 충돌 감지 방법은 무선랜 표준인 "IEEE 802.11 wireless LAN"을 따른다.

무선랜 장치는 데이터를 전송하고 미리 정한 일정 시간인 SIFS(Short Interframe Space)후에 채널을 감지하여 충돌 여부를 검출한다.

상기 도 3을 참조하면, STA은 현재 전송을 시도하고 있는 무선랜 장치이고, other는 STA를 제외한 데이터 전송이 가능한 모든 무선랜 장치이다. 300의 경우는 충돌을 야기한 두 데이터 프레임의 전송시간이 동일함을 묘사하고 있으며, 302와 304의 경우는 STA와 other의 데이터 프레임 전송시간이 다른 경우이다.

본 발명의 충돌 검출부(205)가 충돌을 검출할 수 있는 경우는 302의 경우로 STA의 데이터 프레임 전송시간이 other의 데이터 프레림 전송시간보다 SIFS보다 더 짧을 때 검출이 가능하다. 그 외의 경우에서는 충돌을 검출할 수 없다.

무선랜 시스템에서 송/수신하는 데이터 프레임의 크기가 다양할수록, 각 무선랜 장치에서 사용되는 전송률이 다양할수록 300의 경우는 발생확률이 매우 낮아진다. 반면 302와 304의 경우는 그 발생확률이 같다고 할 수 있으며, 앞서 언급한 다양한 데이터 프레임의 크기와 전송률의 환경에서는 두 번째와 세 번째가 동시에 각기 다른 단말에서 나타난다고 생각할 수 있다. 따라서 대략 50%에 가까운 확률로 충돌 검출이 가능하다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 전송률 제어 방법을 아래에서 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도이다.

상기 도 1의 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도로 400단계에서 데이터 전송의 성공 여부를 검사한다.

상기 400단계의 검사결과 데이터 전송이 실패하면, 402단계로 진행하여 성공횟수를 초기화하고, 404단계로 진행하여 실패 횟수를 증가시키고, 406단계로 진행하여 RTS/CTS 실행조건의 만족 여부를 검사한다.

상기 406단계에서 검사하는 본 발명의 RTS/CTS 실행조건은 전송하고자 하는 데이터 프레임(MPDU;MAC Protocol Data Unit)의 크기가 미리 정한 RTS 전송 임계값보다 크거나 같은 경우 또는 데이터 전송 실패 횟수가 미리 정한 RTS 시작값보다 크거나 같은 경우이다. 즉, 상기 데이터 프레임의 크기가 상기 RTS 전송 임계값 이상일 때 전송 실패시 자원 낭비가 크므로 RTS/CTS 교환기법을 사용하는 조건이 되고, 상기 RTS 시작값은 상기 실패 횟수에 따른 RTS/CTS 교환기법의 시작 검사하는 값으로, 일정 횟수의 데이터 전송 실패시 충돌에 의한 실패일 경우를 고려하여 RTS/CTS 교환기법으로 채널 자원을 예약하여 데이터를 전송하기 위한 시작을 정의하는 값이다.

상기 406단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하지 못하면, 412단계로 진행하며 412단계의 설명은 410단계 설명 후에 후술한다.

상기 406단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하면, 408단계로 진행하여 RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하고, 410단계로 진행하여 CTS 프레임의 수신 여부를 검사한다. 상기 410단계의 검사결과 CTS 프레임의 수신이 실패하면, 상기 408단계로 돌아간다.

상기 410단계의 검사결과 CTS 프레임을 수신하면, 412단계로 진행하여 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교한다.

상기 412단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 작으면, 416단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 400단계로 돌아간다.

상기 412단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 실패횟수 임계값 이상으로 연속하여 실패한 경우, 414단계로 진행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키고, 416단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 400단계로 돌아간다.

상기 400단계의 검사결과 데이터 전송이 성공하면, 418단계로 진행하여 실패 횟수를 초기화하고, 420단계로 진행하여 성공 횟수를 증가시키고, 424단계로 진행하여 성공횟수와 미리 정한 성공횟수 임계값을 비교한다.

상기 424단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 성공횟수 임계값 이상으로 연속하여 성공한 경우, 426단계로 진 행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 증가시키고 종료한다.

상기 424단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 작으면, 종료한다.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 구성한 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름을 도시한 흐름도이다.

상기 도 5는 상기 도 2의 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름 중 충돌로 인한 전송률 증가의 지연을 고려하지 않고 충돌 검출과 RTS/CTS 교환기법의 사용시점과 연속된 실폐횟수에 따른 전송률 고려한 방법으로 실질적으로 상기 도 5는 상기 도 4의 402단계와 404단계 사이에 데이터의 충동 검출하는 흐름을 더 포함하는 것으로 충동 검출 흐름을 제외한 흐름을 상기 도 4와 동일하다.

무선랜 장치는 500단계에서 데이터 전송의 성공 여부를 검사한다.

상기 500단계의 검사결과 데이터 전송이 실패하면, 502단계로 진행하여 성공횟수를 초기화하고, 504단계로 진행하여 실패한 데이터 프레임에 대해 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무를 검사한다.

상기 504단계의 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무를 검사하는 이유는 이전에 RTS/CTS 교환기법을 실행하였으면 이미 한번 이상 충돌 검출검사를 실행한 후이며, RTS/CTS 교환기법을 실행 후에는 경합하는 다른 무선랜 장치에서 크기가 작은 RCT 프레임을 전송하고 있는 상황으로 충돌 검출 검사가 무의미하기 때문이다.

상기 504단계의 검사결과 이전에 RTS/CTS 교환기법을 실행한 후이면, 506단 계의 충동 검출 검사를 생략하고, 508단계로 진행한다. 상기 508단계의 설명은 506단계의 충돌검출 후에 후술한다.

상기 504단계의 검사결과 이전에 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않았으면, 506단계로 진행하여 충돌 검출 검사를 한다.

상기 506단계의 검사결과 충돌이 검출되면, 520단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 500단계로 돌아간다.

상기 506단계의 검사결과 충돌이 검출되지 않으면, 508단계로 진행하여 실패 횟수를 증가시키고, 510단계로 진행하여 RTS/CTS 실행조건의 만족 여부를 검사한다. 상기 510단계에서 검사하는 본 발명의 RTS/CTS 실행조건은 상기 도 4의 406단계와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

상기 510단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하지 못하면, 516단계로 진행하며 516단계의 설명은 514단계 설명 후에 후술한다.

상기 510단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하면, 512단계로 진행하여 RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하고, 514단계로 진행하여 CTS 프레임의 수신 여부를 검사한다. 상기 514단계의 검사결과 CTS 프레임의 수신이 실패하면, 상기 512단계로 돌아간다.

상기 514단계의 검사결과 CTS 프레임을 수신하면, 516단계로 진행하여 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교한다.

상기 516단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 작으면, 520단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 500단계로 돌아간다.

상기 516단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 실패횟수 임계값 이상으로 연속하여 실패한 경우, 518단계로 진행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키고, 520단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 500단계로 돌아간다.

상기 500단계의 검사결과 데이터 전송이 성공하면, 522단계로 진행하여 실패 횟수를 초기화하고, 524단계로 진행하여 성공 횟수를 증가시키고, 526단계로 진행하여 성공횟수와 미리 정한 성공횟수 임계값을 비교한다.

상기 526단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 성공횟수 임계값 이상으로 연속하여 성공한 경우, 528단계로 진행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 증가시키고 종료한다.

상기 526단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 작으면, 종료한다.

상기 도 6는 상기 도 2의 무선랜 장치의 전송률 제어 흐름 중 충돌로 인한 전송률 증가의 지연을 고려하고 충돌 검출과 RTS/CTS 교환기법의 사용시점과 연속된 실폐횟수에 따른 전송률 고려한 방법으로 실질적으로 상기 도 6는 상기 도 4의 400단계와 402단계 사이에 데이터의 충동 검출하는 흐름을 더 포함하는 것으로 충 동 검출 흐름을 제외한 흐름을 상기 도 4와 동일하다.

무선랜 장치는 600단계에서 데이터 전송의 성공 여부를 검사한다.

상기 600단계의 검사결과 데이터 전송이 실패하면, 602단계로 진행하여 실패한 데이터 프레임에 대해 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무를 검사한다. 상기 602단계의 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무를 검사하는 이유는 상기 도 5의 504단계의 설명과 동일하다.

상기 602단계의 검사결과 이전에 RTS/CTS 교환기법을 실행한 후이면, 604단계의 충동 검출 검사를 생략하고, 606단계로 진행한다. 상기 606단계의 설명은 606단계의 충돌검출 후에 후술한다.

상기 602단계의 검사결과 이전에 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않았으면, 604단계로 진행하여 충돌 검출 검사를 한다.

상기 604단계의 검사결과 충돌이 검출되면, 620단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 600단계로 돌아간다.

상기 604단계의 검사결과 충돌이 검출되지 않으면, 606단계로 진행하여 성공횟수를 초기화하고, 608단계로 진행하여 실패 횟수를 증가시키고, 610단계로 진행하여 RTS/CTS 실행조건의 만족 여부를 검사한다. 상기 610단계에서 검사하는 본 발명의 RTS/CTS 실행조건은 상기 도 4의 406단계와 동일하므로 그 설명은 생략한다.

상기 610단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하지 못하면, 616단계로 진행하며 616단계의 설명은 614단계 설명 후에 후술한다.

상기 610단계의 검사결과 RTS/CTS 실행조건을 만족하면, 612단계로 진행하여 RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하고, 614단계로 진행하여 CTS 프레임의 수신 여부를 검사한다. 상기 614단계의 검사결과 CTS 프레임의 수신이 실패하면, 상기 612단계로 돌아간다.

상기 614단계의 검사결과 CTS 프레임을 수신하면, 616단계로 진행하여 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교한다.

상기 616단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 작으면, 620단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 600단계로 돌아간다.

상기 616단계의 비교결과 실패횟수가 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 실패횟수 임계값 이상으로 연속하여 실패한 경우, 618단계로 진행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키고, 620단계로 진행하여 데이터를 재전송하고 상기 600단계로 돌아간다.

상기 600단계의 검사결과 데이터 전송이 성공하면, 622단계로 진행하여 실패 횟수를 초기화하고, 624단계로 진행하여 성공 횟수를 증가시키고, 626단계로 진행하여 성공횟수와 미리 정한 성공횟수 임계값을 비교한다.

상기 626단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 크거나 같으면, 즉, 데이터 전송을 성공횟수 임계값 이상으로 연속하여 성공한 경우, 628단계로 진행하여 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 증가시키고 종료한다.

상기 626단계의 비교결과 성공횟수가 성공횟수 임계값보다 작으면, 종료한다.

상기 도 5와 도 6을 비교하면 성공횟수 초기화하는 과정의 위치가 다름을 확인 할 수 있다.

상기 도 5에서 데이터 전송 실패시 바로 성공횟수를 초기화함은 충돌로 인한 전송률 증가의 지연을 고려하지 않음을 의미한다

또한, 상기 도 6에서 충동 검출이 실패하면 성공횟수를 초기화함은 충돌로 인한 전송률 증가의 지연을 고려함을 의미하는 것으로, 즉, 데이터 충돌은 채널 오류로 인한 데이터 전송 실패가 아니므로 충돌 검출시 성공횟수의 초기화를 하지 않는다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상기 상술한 바와 같이 본 발명은, 특히 경합이 많이 발생하는 무선랜 시스템에서 데이터 전송 실패가 채널 오류로 인한 실패인지 데이터 충돌로 인한 실패인지 판단하여 충돌로 인한 전송률 감소 또는 전송률 증가의 지연을 줄이는 효과를 제공한다.

Claims

충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치에 있어서,

제어부의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS(Request-To-Send) 프레임과 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 송/수신하는 무선랜 통신부;

상기 제어부의 제어를 받아 상기 RTS 프레임과 사익 CTS 프레임을 생성하는 RTS/CTS 생성부; 및

데이터 전송 실패시 성공횟수를 초기화하고 실패횟수를 증가시키고, RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 만족하면 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 상기 데이터 전송 실패 횟수와 실패횟수 임계값을 비교하여 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값 이상이면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어하는 상기 제어부를 포함하는 장치.
충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 무선랜 장치에 있어서,

제어부의 제어를 받아 데이터를 송/수신하고, RTS(Request-To-Send) 프레임과 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 송/수신하는 무선랜 통신부;

상기 제어부의 제어를 받아 상기 RTS 프레임과 사익 CTS 프레임을 생성하는 RTS/CTS 생성부;

상기 제어부의 제어를 받아 데이터 전송 실패시 상기 데이터의 충돌 여부를 검출하는 충돌 검출부; 및

상기 데이터 전송 실패시 성공횟수를 초기화하고, 실패한 상기 데이터에 이전에 RTS/CTS 교환기법의 실행 유무를 검사하고, 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않았으면, 상기 충돌 검출부를 이용하여 상기 데이터 충돌 검출 여부를 검사하고, 상기 검사결과 상기 충돌을 검출하지 못하였으면, 실패횟수를 증가시키고, 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부에 따라 만족하면 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하고, 상기 데이터 전송 실패 횟수와 실패횟수 임계값을 비교하여 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값 이상이면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시켜서 데이터를 재전송하도록 제어하는 상기 제어부를 포함하는 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 유무 검사결과, 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하였으면, 상기 충돌 검출 검사를 하지 않음을 특징으로 하는 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 데이터의 충돌 검출 여부 검사결과 상기 충돌을 검출하면, 상기 실패횟수의 증가 없이 상기 데이터를 재전송함을 특징으로 하는 장치.
제 2항에 있어서,

상기 제어부에서 상기 성공횟수 초기화하는 과정은,

상기 데이터 전송 실패시 상기 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무 검사 전에 위치하지 않고, 상기 충돌 검출 검사 이후와 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부 검사 전에 위치할 수 있음을 특징으로 하는 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족은,

전송하고자 하는 상기 데이터 프레임(MPDU;MAC Protocol Data Unit)의 크기가 미리 정한 RTS 전송 임계값보다 크거나 같은 경우, 또는 실패횟수가 미리 정한 RTS 시작값보다 크거나 같은 경우임을 특징으로 하는 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족하지 않으면, 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않음을 특징으로 하는 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 실패 횟수와 상기 실패횟수 임계값을 비교하여 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값 미만이면, 상기 무선랜 장치의 상기 전송률을 감소하지 않고 상기 데이터를 재전송함을 특징으로 하는 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 제어부는,

상기 데이터 전송이 성공하면, 상기 실패횟수를 초기화하고, 상기 성공횟수를 증가시키고, 상기 성공횟수와 미리 정한 성공횟수 임계값을 비교하고, 비교결과 상기 성공횟수가 상기 성공횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 상기 전송률을 한 단계 증가시킴을 특징으로 하는 장치.
무선랜 장치에서 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 방법에 있어서,

데이터 전송의 성공 유무를 검사하는 과정;

상기 검사결과 상기 데이터 전송이 실패하면, 성공횟수를 초기화하는 과정;

실패횟수를 증가시키는 과정;

RTS(Request-To-Send)/CTS(Clear-To-Send) 교환기법 실행조건의 만족 여부를 검사하는 과정;

상기 검사결과 상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건을 만족하면, RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하는 과정;

CTS 프레임의 수신 여부를 검사하여 상기 CTS 프레임을 수신할 때까지 상기 RTS 프레임을 재전송하는 과정;

상기 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교하는 과정;

상기 비교결과 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키는 과정; 및

상기 데이터를 재전송하는 과정을 포함하는 방법.
무선랜 장치에서 충돌을 고려하여 전송률을 제어하는 방법에 있어서,

데이터 전송의 성공 유무를 검사하는 과정;

상기 검사결과 상기 데이터 전송이 실패하면, 성공횟수를 초기화하는 과정;

실패한 상기 데이터에 이전에 RTS/CTS 교환기법의 실행 유무를 검사하는 과정;

상기 검사결과 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하지 않았으면, 충돌 검출 여부를 검사하는 과정;

상기 검사결과 상기 충돌을 검출하지 못하였으면, 실패횟수를 증가시키는 과정;

RTS(Request-To-Send)/CTS(Clear-To-Send) 교환기법 실행조건의 만족 여부를 검사하는 과정;

상기 검사결과 상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건을 만족하면, RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하는 과정;

CTS 프레임의 수신 여부를 검사하여 상기 CTS 프레임을 수신할 때까지 상기 RTS 프레임을 재전송하는 과정;

상기 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값을 비교하는 과정;

상기 비교결과 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 한 단계 감소시키는 과정; 및

상기 데이터를 재전송하는 과정을 포함하는 방법.
제 11항에 있어서,

실패한 상기 데이터에 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 유무를 검사결과, 이전에 상기 RTS/CTS 교환기법을 실행하였으면, 상기 충돌 검출 여부 검사를 하지 않고 상기 실패횟수를 증가함을 특징으로 하는 방법.
제 11항에 있어서,

상기 데이터의 충돌 검출 여부 검사결과 상기 충돌을 검출하면, 상기 실패횟수의 증가 없이 상기 데이터를 재전송함을 특징으로 하는 방법.
제 11항에 있어서,

상기 성공횟수 초기화하는 과정은,

상기 데이터 전송 실패시 상기 RTS/CTS 교환기법의 이전 실행 유무 검사 전에 위치하지 않고, 상기 충돌 검출 검사 과정 이후와 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 조건의 만족 여부 검사 과정 전에 위치할 수 있음을 특징으로 하는 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건의 만족 여부를 검사하는 과정에서 상기 RTS/CTS 교환기법의 실행 만족 조건은,

전송하고자 하는 상기 데이터 프레임(MPDU;MAC Protocol Data Unit)의 크기가 미리 정한 RTS 전송 임계값보다 크거나 같은 경우, 또는 실패횟수가 미리 정한 RTS 시작값보다 크거나 같은 경우임을 특징으로 하는 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 RTS/CTS 교환기법 실행조건의 만족 여부 검사결과 만족하지 않으면,

상기 RTS 프레임을 상기 데이터를 전송한 수신 무선랜 장치로 전송하는 과정과, 상기 CTS 프레임의 수신 여부를 검사하여 상기 CTS 프레임을 수신할 때까지 상기 RTS 프레임을 재전송하는 과정을 생략함을 특징으로 하는 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 실패횟수와 미리 정한 실패횟수 임계값의 비교결과 상기 실패횟수가 상기 실패횟수 임계값보다 작으면, 상기 무선랜 장치의 전송률을 감소하지 않고 상기 데이터를 재전송함을 특징으로 하는 방법.
제 10항 또는 제 11항에 있어서,

상기 데이터 전송의 성공 유무를 검사결과 상기 데이터 전송이 성공하면,

상기 실패횟수를 초기화하는 과정;

상기 성공횟수를 증가시키는 과정;

상기 성공횟수와 미리 정한 성공횟수 임계값을 비교하는 과정; 및

상기 비교결과 상기 성공횟수가 상기 성공횟수 임계값보다 크거나 같으면, 상기 무선랜 장치의 상기 전송률을 한 단계 증가시키는 과정을 더 포함하는 방법.