KR20080033244A

KR20080033244A - 패킷 전달 스케쥴링 시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20080033244A
Application number: KR1020087000443A
Authority: KR
Inventors: 세예드 엠. 쉐리프-아마디; 페이 아조만디
Original assignee: 모비디아, 인코포레이티드
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2008-04-16
Also published as: CA2611165A1; CA2611180A1; AU2006255441A1; WO2006130964A1; WO2006130968A2; EP1894362A1; US20090304028A1; CA2611158A1; WO2006130962A1; WO2006130960A1; WO2006130966A1; CA2611160A1; US20090122808A1; CA2611164A1; US20090122712A1; US20090265752A1; US20080279216A1; WO2006130968A3; US20090225778A1; CA2611162A1

Abstract

네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법이 개시된다. 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법은 (a) 패킷을 유형에 따라 분류하는 단계, (b) 상기 분류된 유형과 관련된 대기열(queue)로 상기 패킷을 삽입하는 단계, (c) 상기 분류된 유형을 기초로 상기 패킷을 위한 시간을 관련시키는 단계, (d) 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되지 않은 경우, 스케쥴러에게 상기 패킷이 시간 만료되었음을 통보하는 단계 및 (e) 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되는 경우, 상기 대기열에 따라 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.

데이터 유형, 전달, 패킷, 스케쥴링, 네트워크

Description

패킷 전달 스케쥴링 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD OF SCHEDULING DELIVERY OF PACKETS}

본 발명은 네트워크 전반에 걸쳐 데이터 트래픽을 관리하는 시스템 및 그 방법과 관련된 것이고, 더 상세하게는 서로 다른 데이터 유형들의 다양한 요구들 및 서로 다른 유형의 유/무선 네트워크에서 서로 데이터 유형들의 동작을 다루기 위한 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 여기서, 각각의 유/무선 네트워크는 서로 다른 특징을 가지며, 네트워크 상태를 변화시킨다.

일반적으로, 무선 네트워크들은 기존의 유선 네트워크들과 비교하여 많이 다른 특징들을 갖는다. 예를 들어, 유선 네트워크의 일종인 '기간 망(backbone)'은 무선 네트워크보다 호모지니어스(homogeneous) 네트워크에 가까우며, 대체로, 유선 네트워크는 데이터 트래픽을 제어하는 라우터들과 스위치들을 통하여 연결된 지능형 서브 네트워크들의 집합으로 볼 수 있다. 유선 네트워크에서, 사용자들은 일반적으로 정적이므로, 사용자들의 이동은 네트워크 서비스에 거의 영향을 미치지 않는다. 따라서, 유선 네트워크에서 사용자 서비스에 영향을 미치는 중요한 요소는 네트워크의 데이터 트래픽 과잉이라고 할 수 있다. 이러한 데이터 트래픽 과잉 문제는 대부분의 네트워크 어플리케이션이 사용하는 통신 프로토콜 중 하나인 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜(Transmission Control Protocol/Internet Protocol, TCP/IP)을 사용함으로써 처리된다.

무선 네트워크 특성들 및 구성들은 유선 네트워크와 많이 다른데, 예를 들면 다음과 같다.

1. 무선 네트워크의 네트워크 인프라는 네트워크 내에서 모바일 네트워크 장치와 첫 번째 유선 링크(a first wired link) 사이의 노드들의 개수에 관하여는 단순하다.

2. 무선 네트워크의 상태는 다음과 같은 여러 가지 요소들로 인하여 자주 변한다. 그 요소들은 주변 환경의 상태(예를 들어, 신호 감쇄 및 전파가 다른 점을 고려하여 도심 지역인지, 도심 외곽 지역인지 등), 모바일 장치의 위치(예를 들어, 높은 파워가 공급되는 영역과 가까운지, 개방된 넓은 영역인지), 주어진 시간에서의 네트워크 트래픽, 네트워크의 인접한 사용자의 사용 및 기지국 기간 망(예를 들어, 광섬유 전선인지, 구리 전선인지 등)를 포함할 수 있다.

3. 일반적으로, 소프트웨어 어플리케이션은 자주 상태가 변동하는 무선 네트워크 환경을 위해 설계되지 않는다. 그러므로, 그러한 어플리케이션들을 무선 네트워크에 대해 동작시키는 것은 추가적은 트래픽이 더해짐으로써 네트워크 상태 를 더욱 악화시킬 수 있으며, 네트워크의 전체적인 딜레이와 대기 시간(latency)을 증가시킬 수 있으므로, 다른 모바일 장치의 사용자들에게 영향을 미칠 수 있다.

무선 네트워크 기술에서 두 가지의 변화들이 동시에 나타나고 있다. i) 전체적인 무선 네트워크 인프라가 오직 GPRS(General Packet Radio Service) 네트워크와 같이 하나의 유형을 가진 네트워크로부터 GPRS, Wi-Fi, Worldwide Interoperability for Microwave Access(WIMAX) 및 Universal Mobile Telecommunications System(UMTS)와 같은 복수의 네트워크 유형들을 포함하는 인프라로 새로운 무선 네트워크의 유형들이 소개되고 있다. ii) 또한, 무선 네트워크의 사용자들은 더 이상 이메일, 단문 메시지 서비스(SMS) 및 다운로드와 같은 어플리케이션의 '백그라운드 클래스' 유형만을 사용하지 않으며, 현재 웹 브라우징, 네트워크 게임 및 데이터베이스 접근과 같은 더 상호작용성이 강한 어플리케이션들;, 멀티미디어 어플리케이션들, 주문형 영상 서비스 시스템 및 웹 방송과 같은 스트리밍 어플리케이션들;, 인터넷 프로토콜 기반의 음성 통화(VoIP), 영상 전화 및 비디오 게임과 같은 대화형 어플리케이션들을 사용하고 있다. 서비스 공급자들 혹은 캐리어(carrier)들은 사용자당 평균 수익 및 가입율을 증가시키기 위하여 무선 네트워크에 기반하는 이러한 어플리케이션들의 사용을 권장하고 있다. 또한, 서비스 공급자들은 제3의 어플리케이션들과 비교하여 그들 자신만의 공인된 어플리케이션들을 위한 서비스 품질 지수(QoS)에 따라 공급되는 서비스들을 통하여 그들 자신들을 차별화하고 있다. 그러나, 이러한 다른 유형들을 갖는 어플리케이션들의 사용 은 네트워크를 방해하는 서로 다른 데이터 트래픽 유형들을 초래하며, 여기서, 각각의 데이터 유형은 서로 다른 요구되는 전달 시간, 서로 다른 오류 허용치(예를 들어, 어플리케이션이 시간에 민감한지 혹은 에러에 민감한지 등)을 갖는다. 예를 들어, VoIP 패킷은 매우 시간에 민감하며, 짧은 생존 시간을 갖는 반면에, 데이터 패킷은 에러에 매우 민감한 성질을 갖는다. TCP 및 UDP/IP 프로토콜들은 많은 소프트웨어 어플리케이션들에 넓게 사용되며, TCP 및 UDP/IP는 네트워크 및 어플리케이션을 인식할 수 없다. TCP는 유선 네트워크에서 발생하는 혼잡 제어(congestion control) 기능을 제공하지만, TCP는 유선 네트워크와 무선 네트워크를 식별하지 않는다. 또한, 어떠한 프로토콜도 프로토콜들이 어플리케이션의 유형에 민감하지 않은지, 시간에 민감한지, 에러에 민감한지 등을 인식하지 않는다. TCP/IP는 네트워크의 혼잡도를 파악하고, 두 개의 통신하는 당사자들 사이의 트래픽을 제어함으로써 특별히 유선 네트워크에서의 혼잡 문제를 극복하기 위해 설계되어 왔다. 그러나, 무선 네트워크들에 대한 TCP/IP의 사용은 문제가 있을 수 있다. 예를 들어, 무선 네트워크에서 딜레이는 혼잡성에 의하지 않은 신호 감쇄의 원인이 될 수 있으며, 무선 네트워크의 퍼포먼스를 실질적으로 감소시키는 원인이 될 수 있다.

그래서, 종래에는 네트워크 장치가 네트워크 내에서 지능형 또는 통합형(라우터/스위치와 유사하게) 구성 요소로 동작할 수 있도록 하는 네트워크 장치에 대한 인식이 부족하였다. 종래 기술에 따르면, 네트워크 장치는, 특히 모바일 장치는, 유선 또는 무선 네트워크의 유형을 기초로 판단할 수 없었으며, 서로 다른 네 트워크 장치들과 통신하고 있는 데이터의 유형을 기초로 판단할 수도 없었다(무선 네트워크 및 유선 네트워크 사이의 차이가 있는 경우, 데이터 통신은 두 네트워크의 유형들에 따라 다르게 다루어져야 한다.).

종래 기술은 아래와 같은 문제점을 다루지 못하였다.

1. 무선 네트워크에서 TCP/IP의 비효율성

2. 네트워크 장치의 프로토콜 계층에서 무선 네트워크에 대한 지식 부족

3. 실시간 전송 제어 프로토콜(Real Time Transport Control Protocol)로 알려진 VoIP 및 표준 스트리밍 영상 제어 프로토콜(standard streaming video control protocol)의 무선 네트워크에서의 비효율성

4. IP 헤더 정보에 의존하지 않고 데이터의 다른 유형들을 동적으로 식별하고, 혼합된 네트워크에서 데이터의 다른 유형들의 실시간 요구 사항들을 충족하지 못함.

5. 모바일 장치가 혼합된 주어진 시간에서 네트워크에서 사용 가능한(유효한, available) 네트워크들의 유형을 인식하지 못하고, 각각의 네트워크의 상태를 인식하지 못하고, 추가적인 처리를 요하지 않고 데이터 프로토콜 전달의 일부로서 상태 정보를 네트워크로 피드백하지 못함.

6. 모바일 장치가 혼합된 네트워크의 물리 계층 이외 및 IP 계층 아래에서 신호 대 잡음 비를 예측하지 못하고, 다른 네트워크들을 통하거나, 네트워크들의 두 가지 유형들을 그들의 상태 혹은 네트워크 정책에 따라 동시에 사용하여 트래픽을 포워딩하거나 및 방향 재설정하는 것과 같이 적절한 트래픽 유형들에 대하여 판단하지 못함.

7. 모바일 장치 내의 IP 계층 아래에서 로컬 지터를 다루지 못함.

8. 모바일 장치 내에서 네트워크 상태 및 네트워크 정책에 따라, 혹은 DNA/지문을 아이디로 설정함으로써, 혹은 어플리케이션 유형을 판단함으로써 모바일 데이터 트래픽 우선 순위 결정, 큐잉(queing) 및 스케쥴링을 제공하지 못함.

무선 네트워크에서 TCP/IP에 대한 비효율성 등 상술한 문제점들을 해결하기 위한 여러 시도들이 있어 왔다. 이러한 문제점들을 해결하기 위한 해결책들은 TCP/IP 속이기(spoofing)를 이용하는 방법 및 터널링 테크닉들을 포함하지만, 비효율적이며, 종종 불필요한 데이터가 무선 네트워크 전반에 걸쳐 전송되는 문제를 야기하며, 네트워크 장치에 추가적인 프로세싱 오버헤드를 발생시킨다.

TCP/IP는 유선 네트워크를 위해 설계된 것이며, 유선 네트워크 환경에서 발생하는 문제들에 적합하고, 일반적으로 혼잡도와 관련된다. 만약, TCP/IP를 사용하는 네트워크의 한 노드가 승인(acknowledgment)을 수신하지 못한다면, 그 노드는 네트워크에 혼잡이 있다는 것으로 결론을 내릴 것이며, 하향 전송을 느리게 하거나 흐름 제어를 제공함으로써 네트워크에 도울 것이다. 무선 네트워크에서, 일반적으로 주어진 시간 내에 승인을 수신하는 데에 실패하는 것은 혼잡이 원인이 되는 것이 아니라, 일실적인 네트워크 딜레이, 신호 세기의 감소 또는 대기 시간의 변화가 원인이 된다. 이러한 상황에서, TCP/IP 노드는 하향 전송을 느리게 할 것이며, 평소의 동작 속도로 돌아오기까지는 다소의 시간이 필요할 것이다. 그 시간 동안, 동일한 대역 전체에 대한 전체적인 성능(Throughput)은 불필요하게 느려진 하향 전송으로 인해 감소할 것이다.

TCP/IP에 의한 또 다른 문제는 TCP/IP가 낮은 비트 에러율의 유선 네트워크의 링크 환경을 위해 설계되어, 패킷들의 스트림 내의 하나의 패킷이 소실되는 경우, 모든 패킷들이 재전송되어야 한다. 예를 들어, 20 개의 패킷 스트림 중 하나의 패킷이 소실되는 경우, 대부분의 패킷들이 성공적으로 수신되었더라도, 네트워크 노드는 스트림 내의 모든 패킷들을 다시 전송할 것이다.

HTTP(HyperText Transfer Protocol)과 같은 몇몇 어플리케이션 레벨의 프로 토콜들은 무선 네트워크에 적합하지 않은 방식으로 TCP/IP를 사용한다. 예를 들어, 마이크로소프트 익스플로어와 같은 HTTP 브라우저는 통신 요청을 하는 경우, 그 HTTP 브라우저는 둘 또는 세 개의 동시적인 TCP/IP 호출(call)들을 수행한다. 각각의 TCP/IP 콜은 링크를 형성하기 위하여 세 방향의 신호 변경(세 개의 요청들과 세 개의 회신들)을 요청한다. 보통 높은 유선 링크보다 높은 대기 시간(latency)을 갖는 무선 링크에 대해, 회신이 제때에 도착하지 않는다면, 새로운 TCP/IP 요청이 필요한 것으로 해석될 수 있다. 하나의 TCP/IP 링크가 딜레이 된다면, 그 브라우저는 다른 TCP/IP 링크에게 또 다른 세 방향의 신호 변경을 요청할 것이다. 이러한 통신들 모두는 추가적인 오버헤드를 발생시키고, 무선 네트워크의 딜레이를 증가시킨다.

이러한 문제들을 해결하기 위하여 인터넷 익스플로어와 같은 어플리케이션이 사용하여 하나의 유형을 갖는 데이터에 초점을 맞추어 여러 가지 비효율적인 해결책들이 제시된 바 있었다. 무선 네트워크에서 TCP/IP 비효율성을 극복하기 위해 제시되어 있었던 접근들은 아래와 같이 나타낼 수 있다.

1. 네트워크에서 사용되는 데이터의 양을 줄이기 위한 데이터(컨텐트)의 압축

2. 모바일 장치 내에서 저장(cache)하는 도메인 네임 시스템(Domain Name System, DNS)

3. 압축된 TCP/IP 패킷들을 터널링하는 사용자 데이터그램(User Datagram, UDP)과 TCP/IP 속이기(spoofing)

이러한 접근들은 전반적으로 적합하지 아니하였다. 이러한 접근들 각각의 결점들은 아래와 같다.

1. 데이터(컨텐트) 압축

데이터(컨텐트) 압축은 전형적으로 단지 '백그라운드' 어플리케이션들 및 몇몇 상호작용성(interactive)이 있는 어플리케이션들에 적용된다. 예를 들어, 그러한 어플리케이션들의 하나인 인터넷 익스플로어는 텍스트와 그림 오브젝트를 포함하는 웹사이트를 요구한다. 이러한 방법은 손실이 많은 데이터인지, 손실이 없는 데이터인지에 대한 데이터의 분류를 기초로 컨텐트를 압축한다. 예를 들어, JPEG(Joint Photographic Expert Group)과 텍스트(text, txt)파일 형식들이다. 이러한 분류들은 서로 다른 방식 및 비율로 압축을 가능하게 한다. 이러한 방법이 네트워크 전반에 걸쳐 움직이는 데이터의 양을 감소시킴에도 불구하고, 이러한 방법은 간접적으로 대역 사용의 증가를 초래하며, 그것은 무선 네트워크 전반에 걸쳐 무선 TCP/IP의 비정상적인 동작으로 인한 딜레이 변화와 같은 TCP/IP 비효율성을 해결하지 못한다.

2. 모바일 장치 내에 도메인 네임 시스템의 캐싱

모바일 장치 내의 DNS 캐싱은 DNS 검색에 요구되는 시간을 줄이기 위해 사용된다. 이러한 테크닉은 각각의 DNS 쿼리를 위해 DNS로부터 생성된 결과를 캐싱하는 모바일 장치 내의 소프트웨어를 필요로 한다. 동일한 쿼리가 요구된 후, 네트워크에 대하여 요청을 전달하고 회신을 기다리는 것 대신에, 그 결과를 제공하기 위하여 DNS 캐쉬가 사용된다. 이러한 테크닉은 요구되는 쿼리를 자주 전송할 필요를 감소시키지만, 그것은 직접적으로 TCP/IP 비효율성을 해결하는 것이 아니다.

3. 터널링(tunneling)

터널링은 압축된 TCP/IP 데이터 또는 압축되지 않은 TCP/IP 데이터 중 어느 하나의 UDP 터널링을 포함한다. 터널링은 TCP/IP를 캡쳐하고, UDP를 통하여 모든 TCP 패킷을 터널링하기 위해 모바일 장치와 서버 내의 소프트웨어를 요구한다. 이러한 테크닉의 단점은 아래와 같은 사항을 포함한다.

(i) 처리량 소비. TCP 데이터가 생성되고, 하위 계층으로 전송되는 경우, 네트워크 노드는 그 데이터를 커널 모드에서 TCP 패킷을 프로토콜 계층으로 되돌려 보내는 상위 계층, 사용자-모드, 프록시 유형의 어플리케이션으로 되돌려 보내야만 한다. 그러나, 이 때, UDP 터널이라 불리우는 UDP 패킷을 요구한다. 네트워크 노 드가 IP Security(IPSec) Virtual Private Network(VPN) 암호화 보안 기법을 사용하고 있다면, 터널링된 TCP 데이터는 다른 IPSec 터널을 통과할 것이다. 이것은 작은 모바일 장치를 위해 더 많은 처리 시간이 요구되고, 더 많은 딜레이가 터널링 기법에 의해 발생된다는 것을 의미한다. 또한, 제4 계층(TCP 및 UDP 계층의 상위 계층 및 어플리케이션 계층의 하위 계층)에서 발생한 압축 혹은 암호화는 어플리케이션을 식별할 수 없다.

(ii) 네트워크 트래픽의 증가. 상술한 터널링 내의 터널링은 네트워크 전반에서 트래픽을 증가시킨다. 이러한 '해결책'은 TCP 데이터는 이미 생성되었으나, 전송을 위해 다른 프로토콜 주변에서 붙잡히는 것과 같은 무선 네트워크의 대기 시간 변화로 인해 발생하는 TCP 비효율성을 해결하지 못한다. TCP 데이터를 터널링하는 주요한 이유는 데이터를 압축하는 것이고, 그래서, 그 데이터는 전송을 위해 다른 프로토콜 주변에서 붙잡히는 것이다. 하지만, 네트워크가 긴 대기 시간을 갖는다면, TCP는 시기 적절하게 회신을 수신하는 것이 부족해져서 발생하는 이상한 행동을 하게 된다.

무선 및 혼합된 네트워크에서 TCP 문제점들을 해결하기 위해, 몇 가지 해결책들은 무선 링크에서 제대로 된 TCP 동작을 유지하고, 링크를 소프트웨어 어플리케이션에 대해 활발하게 유지하기 위해 핑(ping) 또는 추가 ACK들과 같이 추가 패킷들을 전송하는 것을 포함한다. 이러한 접근 또한, 불필요한 데이터를 추가함으 로써 무선 네트워크의 트래픽을 증가시킨다. 또한, 이러한 접근은 새로운 패킷 교환 망(packet switched network)들의 메커니즘을 네트워크들을 스위칭하는 구형 레가시(legacy) 회로의 스위칭 기능을 갖는 네트워크로 변화시킨다. 패킷 교환 망의 개념은 단지 유효하게 데이터를 전송할 수 있는 모바일 사용자에 대해 링크를 할당하는 것이다. 그 사용자가 회신을 기다리는 동안, 업링크는 다른 모바일 사용자에게 할당될 것이다. 이것은 네트워크 용량을 증가시키며, 더 많은 네트워크 사용자들이 존재하는 네트워크를 사용하도록 한다. 회선 교환 망(circuit switched network)은 모바일 사용자가 유효하게 전송하기 위한 어떤 데이터를 갖고 있는 지 여부와 무관하게 특정 시간 주기 동안에 모바일 장치 사용자에게 할당되는 링크를 갖는다. 이러한 시간 동안, 다른 모바일 장치 사용자들은 그 사용자에게 할당된 링크가 해제되고, 네트워크에 의해 그들에게 재할당되는 것을 기다린다. 이것은 네트워크 용량을 낮추는 원인이 되며, 네트워크 사용의 비효율성을 증가시킨다.

로밍(Roaming)

로밍은 무선 링크에서 하나의 AP(Access Point)로부터 다른 AP로 이동하는 절차이다. 예를 들어, 모바일 사용자 장치가 공항에서 이동하는 경우이다. TCP/IP 기반의 프로토콜과 같이 연결 지향적 어플리케이션에서, 하나의 AP로부터 다른 AP로 연결과 통신을 이동하기 위해 발생하는 대기 시간(latency)은 새로운 IP를 새로운 도메인(인프라 도메인이 이동하는 경우)을 수신한 후 데이터의 재전송 및 TCP의 재설정이라는 결과를 초래한다. 시간에 민감한 어플리케이션들에 대해 이러한 것은 하나의 AP 또는 도메인으로부터 다른 AP 또는 도메인으로의 이동으로 인해 추가적인 딜레이가 발생한다.

현재 이러한 이슈들을 처리하는 두 개의 방법들이 존재한다.

1. 모바일 장치가 로밍을 위한 결정을 내리기 전에 유효한 AP들의 강도를 체크하기 위하여 네트워크들을 스캔하여 유효한 예비의 비어있는 AP의 발견, 그리고, 모바일 장치가 로밍을 결정할 때 및 대체하는 AP를 발견하기 위한 영역을 스캔할 때의, 로밍-타임 AP 발견, 이러한 방법은 각각의 특징을 갖고 있으며, 어떠한 특정 기준을 기초로 하지 않는다.

2. 클라이언트는 로밍을 초기화할 수 있고, 로밍은 다양한 기준들에서 잘 정의되고, 따라서 클라이언트는 어플리케이션 세션을 재점유할 수 있다.

상술한 기술들에서 문제점은 어플리케이션 세션을 재점유하는 것과 어플리케이션 세션을 재점유하는 것은 어떠한 기준에서 잘 정의되지 않는다는 것이다. 네트워크 내에서 모바일 IP 표준은 그 문제를 해결하기 위해 제시되어 있으나, 모바일 IP 내에서 시그널링 트래픽의 양은 너무 많은 불필요한 트래픽을 생성하였다.

본 발명에 따른 패킷 전달 스케쥴링 시스템 및 그 방법은 혼합된 모바일 데이터 트래픽 관리 기능을 유선, 무선, 혼합된 네트워크들에서 제공할 수 있는 소프트웨어 플랫폼을 포함한다. 그 시스템 및 방법은 다른 무선 네트워크들에 걸쳐서 서로 다른 데이터 유형들 및 그들의 동작에 대한 다양한 요구 사항들을 처리한다. 여기서, 각각의 네트워크는 서로 다른 특성들을 가지며, 네트워크 상태를 변화시킨다. 모바일 장치는 네트워크 외부의 독립적인 주체가 아니라 전체적인 네트워크의 일부로서 편입된다. 종래 기술에 따르면, 모바일 장치와 같은 모바일 노드는 네트워크와는 단절되어 독립적인 주체이며, 유효한 네트워크의 유형들에 관심을 가지지 아니하였으며, 다른 네트워크 장치와 통신하는 데이터의 서로 다른 유형들에 관심을 가지지 아니하였다. 본 발명은 모바일 노드가 네트워크 내에서 활동적인 참여자가 될 수 있고 특정 유형의 데이터 요구와 타협 및 관리할 수 있도록 모바일 노드를 네트워크의 일부로 편입시킬 수 있는 포괄적인 소프트웨어 해결책을 제공한다.

본 발명에 따른 패킷 전달 스케쥴링 시스템 및 그 방법은 모바일 장치가 네트워크 상태 및 어플리케이션의 유형 및 그들의 요구 사항을 인식할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 본 발명은 주어진 시간에서 네트워크 정책들을 인식하도록 할 수 있다. 그리고, 본 발명은 효율적인 판단을 가능하게 한다. '인텔리젼스' 는 '어떠한' 어플리케이션이, 모바일 장치의 운영 체제 코드 구조 또는 하드웨어를 변경할 필요가 없도록 하기 위해 필요한 것이다. 그 해결책은 네트워크가 본 발명에 따른 시스템과 함께 또는 시스템 없이 동작하는 것이며, 그 시스템을 사용하지 않는 다른 모바일 장치가 네트워크 내에서 동작할 수 있도록 하는 것이다. 이것은 모바일 장치의 초기화 또는 목적지의 삽입 없이 운영 체제로의 시스템 호출을 가로채고, 시스템 호출을 변경할 수 있는 기능을 추가함으로써 달성될 수 있다.

이러한 기능들을 달성하기 위해, 두 개의 계층들이 어플리케이션 경로를 가로 채기 위하여 모바일 장치의 커널 운영 체제 안에 삽입된다. 제1 계층은 어플리케이션 호출들을 수신하고, 어플리케이션 및 데이터의 유형을 식별/확인한다. 그리고, 제1 계층은 프로토콜을 성립시키며, UDP(TCP를 위한 것이라면)로 방향을 재설정한다. 제2 계층은 네트워크의 상태를 모니터링하고, 가까운 장래의 네트워크들의 상태를 예측하기 위하여 물리 계층을 제어하며, 획득한 정보를 기초로 출력 트래픽 유형들을 스케쥴링하고, 어플리케이션의 대화형 분류를 위한 수신된 패킷에 대해 로컬 지터를 핸들링할 수 있도록 한다. 그리고, 제2 계층은 다른 계층으로 수집된 상태들을 제공한다. 또한, 제2 계층은 복수의 유효한 네트워크들의 유형들 사이에서 패킷의 방향 재설정 및 전달 기능을 제공한다.

따라서, 본 발명에 따른 시스템은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

i) 본 발명에 따른 시스템은 단일 네트워크 및 혼합된 네트워크들에 걸쳐 프로토콜 접근을 이용하여 모든 유형의 데이터를 관리함으로써 대역폭의 효율성 및 네트워크 용량을 향상시키며, 무선 네트워크에서 어플리케이션들에 의해 성립하는 추가적인 연결에 의해 생성되는 오버헤드를 감소시킬 수 있다. 또한, 오로지 시간 만료되지 않은 데이터만을 전송하고, 그 나머지 데이터를 필터링할 수 있으며, 비효율적인 TCP/IP 속이기(spoofing) 및 터널링 테크닉을 사용하지 않을 수 있다.

ii) 본 발명에 따른 시스템은 무선 네트워크를 위해 특별하게 설계된 효율적인 프로토콜을 사용함으로써 서비스의 전체적인 품질을 증가시킬 수 있고, 단지 '백그라운드' 데이터 유형만이 아니라 모든 데이터 유형들을 처리할 수 있다. 본 발명에 따른 시스템은 모바일 장치에서 상위 계층에 있는 TCP/IP 명령 체계로 직접 묶임으로써 프로토콜이 생성되며, 이메일 및 통합된 어플리케이션들과 함께 VoIP, 상호작용성이 있는 게임, 스트리밍 비디오 등과 같은 어플리케이션을 위해 효율적인 순위 결정, 큐잉, 서로 다른 데이터 유형들의 스케쥴링을 제공한다.

iii) 본 발명에 따른 시스템은 보다 효율적으로 네트워크 보고를 수행할 수 있고, 복수의 네트워크들을 유지하는 사업자 또는 캐리어를 위한 통합된 전략을 제공할 수 있다. 그 시스템 내에 클라이언트 컴포넌트가 포함됨으로써, 캐리어(사업자)는 그들의 네트워크를 시작부터 끝까지 관찰할 수 있으며, 네트워크의 한 요소처럼 모바일 장치를 다를 수 있을 뿐만 아니라 캐리어가 더 엄격한 서비스 레벨 및 서비스 품질 보증을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 게다가, 네트워크 및 어플리케이션 상태 및 그 수행 능력에 관한 정보는 데이터를 전달하고, 추가적인 동작 또는 미리 예약된 네트워크의 수행 능력 및 상태를 판단하기 위한 테스트의 필요성을 제거하는 같은 프로토콜의 일부로서 포함될 수 있다. 또한, 캐리어가 제때에 서비스 문제점들을 해결하는 것을 허용함으로써 캐리어는 소프트웨어 및 모바일 장치의 환경 설정을 포함하여 클라이언트의 장치에 무엇이 존재하는 지를 판단할 수 있으므로, 비용 및 소비자의 불편을 줄일 수 있다. 네트워크 정보가 서버 컴포넌트로 전달됨에 따라, 데이터 프로토콜 전달의 일부로서 캐리어는 네트워크 상태에 대한 네트워크의 전체적인 관점들을 캐리어로 가져옴으로써 폭 넓은 보고들을 수신할 수 있다. 본 발명에 따른 시스템의 하위 계층 컴포넌트 모바일 장치에서 끊김없는 스위칭 또는 동시적인 복수의 네트워크 기술들의 사용을 가능하게 한다. 그러한 네트워크 기술들은 예를 들어, 셀룰라 2.5G, 3G, 4 G, Wi-Fi 및 WiMAX 들이며, 사용 정책, 어플리케이션 유형, 네트워크 정책들을 기초로 할 수 있다. 이러한 것들은 캐리어가 그들의 소비자에게 복수의 네트워크들을 선택하는 것을 허용하며, 복수의 네트워크를 선택하기 위하여 네트워크 사용법에 대한 설명을 할 필요가 없으며, 네트워크들을 스위칭할 때 사용자 또는 어플리케이션의 방해를 제거함으로써 사용자의 요구 사항을 크게 만족시킬 수 있다. 이것은 또한, 캐리어가 역 전송을 위해 더 빠른 네트워크들을 사용할 수 있도록 하여 네트워크 효율성을 향상시킬 수 있도록 한다. 예를 들어, 음악 다운로드를 위한 Wi-Fi, 이메일 및 다른 데이터 어플리케이션에 대해 값 비싼 셀룰라 네트워크에 대해 네트워크 효율성을 향상시킨다.

전송하기 위한 패킷 전달 스케쥴링 방법은 패킷을 유형에 따라 분류하는 단계, 상기 분류된 유형과 관련된 대기열(queue)로 상기 패킷을 삽입하는 단계, 상기 분류된 유형을 기초로 상기 패킷을 위한 시간을 관련시키는 단계, 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되지 않은 경우, 스케쥴러에게 상기 패킷이 시간 만료되었음을 통보하는 단계 및 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되는 경우, 상기 대기열에 따라 상기 패킷을 전송하는 단계를 포함한다.

패킷은 음성, 비디오, 오디오 또는 데이터 중 어느 하나로 분류되며, 패킷의 유형은 최대 오류율(maximum error rate) 및 최대 재전송 시도 횟수와 관련된다. 패킷이 '음성' 유형인 경우, 상기 패킷과 관련된 상기 시간은 파레토(pareto) 분포 모형을 따를 것이며, 상기 패킷이 '데이터' 유형인 경우, 상기 패킷과 관련된 상기 시간은 지수 분포 모형을 따를 것이다.

전송을 위한 패킷 스케쥴링 시스템은 대기열 관리기, 패킷을 하나의 유형으로 분류하고- 상기 유형은 음성, 데이터, 오디오 및 비디오의 집합으로 구성됨. -, 상기 패킷을 위한 시간을 관련시키는 패킷 분류기, 유형들 각각에 대하여, 전송하기 위한 상기 유형의 패킷들을 수신하는 대상 대기열 및 상기 대기열 관리기로 시간 만료된 패킷들을 보고하는 대기열 추적기를 포함하고, 상기 대기열 관리기는 상기 대상 대기열로부터 전송된다.

도 1은 혼합된 네트워크를 나타낸 블록도이다.

도 2는 혼합된 무선 네트워크의 수직도를 나타낸 블록도이다.

도 3은 본 발명에 따른 모바일 장치를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 시스템에서 전체적인 클라이언트 계층을 나타낸 블록도이다.

도 5는 다른 프로토콜들에 대하여 클라이언트 위치를 나타낸 블록도이다.

도 6은 어플리케이션의 입력 트래픽 관리를 나타내는 동작 흐름도이다.

도 7은 하위 클라이언트 아키텍쳐를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 8은 스케쥴러를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 9는 SNR 보고기를 개념적으로 나타낸 도면이다.

도 10은 예비 등록 및 발견 프로세스를 나타낸 동작 흐름도이다.

도 11은 DMP 시그널링 구조를 나타낸 테이블이다.

도 12는 DMP 세션의 바람직한 실시예를 나타낸 테이블이다.

도 13은 DMP 패킷의 구조의 트리를 나타낸 도면이다.

정의들.

본 명세서에서, 아래의 용어들은 후술하는 의미를 갖는다.

어드번스 서버(advance server): ICS와 통신하는 서버로서, ICS는 어드번스 서버를 통하여 네트워크에 접근한다.

떨어진-호스트(far-host): 모바일 장치, 서버 또는 소프트웨어 어플리케이션과 같은 목적지 네트워크 장치로서, 전송의 목적지이며, 네트워크와 통신한다.

혼합된 네트워크(mixed network): 서로 다른 네트워크 노드들 및 네트워크 장치들을 위해 서로 다른 통신 프로토콜들을 사용하는 네트워크로서, 모바일 장치들을 포함할 수 있으며, 전송을 위해 하나 이상의 무선 프로토콜 유형을 사용할 수 있다.

네트워크 장치: 유선, 무선 또는 혼합된 네트워크의 일부를 형성하는 다른 네트워크 장치들과 통신할 수 있는 장치.

본 발명에 따른 시스템은 혼합된 네트워크에서의 사용을 위해 설계될 수 있다. 도 1 및 도 2에 그 예들이 도시되어 있다. 본 발명에 따른 시스템 및 그 방법의 상세한 예가 혼합된 네트워크들에 도시되어 있으나, 본 발명이 하나의 통신 프로토콜이 사용되는 네트워크에도 적용될 수 있음은 자명하다.

도 1은 대표적인 혼합된 네트워크 환경 1을 나타내며, 혼합된 네트워크 환경 1에서 여러 네트워크들은 서로, 인터넷(10), 모바일 장치(30)와 통신한다. 혼 합된 네트워크 환경 1의 요소들은 후술하는 것들을 포함한다.: 모바일 스위칭 센터(40, Mobile Switching Center, MSC), 기지국(Base Transceiver Station, BTS, 50), 기지국 제어 장치(Base Controller Station, BCS, 60), 네트워크 노드(70), 무선 네트워크 제어기(Radio Network Controller, RNC, 80), 공중 교환 전화 망(Public Switch Telephone Network, PSTN, 90), 단문 메시지 서비스-모바일 통신 센터를 위한 글로벌 시스템(Short Message Service-Global System for Mobile Communications Center, SMS-GSMC, 100), 홈 위치 등록기/인증 센터(Home Location Register/Authentication, HLR/AuC, 110), 시그널링 시스템 #7(Signaling System #7, SS #7, 120) 네트워크, 맵 프록시(MAP-Proxy)를 사용하는 장비 식별 등록기(Equipment Identity Register, EIR, 155), GPRS 네트워크(General Packet Radio Service, 130), 게이트웨이 GPRS 서포트 노드(140), 브레이크아웃 게이트웨이(BG, 145), 게이트웨이 GPRS 서포트 노드(GGSN, 150), 공중 육상 이동 망(Public Land Mobile network, PLMN, 160), 인터 PLMN 기간 망(170)

혼합된 네트워크 1은 그 네트워크 내에서 사용되는 매우 다양한 요소들 및 통신 프로토콜을 가질 수 있다. 도 1은 전형적인 면을 보여줄 뿐, 대표적인 네트워크를 나타낸 것은 아니다.

도 2는 수직적인 관점으로부터 혼합된 무선 네트워크 1의 또 다른 관점을 나태낸다.

위성 네트워크(200)는 가장 넓은 커버리지를 제공하며, 워성 네트워크(200) 내에는 무선 확장 영역 네트워크(210)가 포함되며, 이 때, 무선 확장 영역 네트워크(210)는 GSM/3G 네트워크(220)일 수 있다. 무선 확장 영역 네트워크(210) 내에는 무선 도심 영역 네트워크(230)가 포함되며, 이 때, 무선 도심 영역 네트워크(230)는 WiMAX 네트워크(240)일 수 있다. 무선 지역 영역 네트워크들(250)은 무선 도심 네트워크(260) 내에 존재하며, 이 때, 무선 지역 영역 네트워크들(250)은 WiFi 네트워크 액세스 포인트들(270)을 포함할 수 있다. 최종적으로, 무선 지역 영역 네트워크들(270) 내에는 무선 개인 영역 네트워크들(280)이 존재하며, 무선 개인 영역 네트워크들(280)은 블루투스(Bluetooth) 및 초광대역(UWB)과 같은 통신 프로토콜들을 사용하는 복수의 네트워크 장치들(30)을 포함한다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 시스템을 구체화한 모바일 장치(30)의 개념도이다. 도 3은 전체적인 모바일 장치를 도시한 것이며, 도 4는 상세한 커널 계층(300) 및 본 발명에 따른 지능형 클라이언트 시스템과 모바일 장치의 운영 체제 사이의 관계를 나타낸다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 트래픽 관리 시스템은 표준 운영 체제 라이브러리들 및 함수 호출들과 인터페이스하는 드라이버들의 연속으로서 모바일 장치에 저장된다. 트래픽 관리 시스템은 지능형 클라이언트 시스템(intelligent client system, ICS, 310)이며, 그것은 다음과 같이 세 개의 주요 컴포넌트들에 포함된다.

1. 상위 계층(TOPICS, 320)

2. 전송 계층 프로토콜로 사용되는 다이나믹 멀티미디어 프로토콜(Dynamic Multimedia Protocol, DMP, 330)

3. 하위 계층(LOWICS, 340)

도 5에 나타난 바와 같이, ICS(310)는 TCP(350)와 동일한 레벨이지만, ICS(310)는 데이터 링크 계층(미니포트 드라이버들(315)))으로 확장되지 않는다. 도 5는 운영 체제에서 하위 계층(LOWICS, 310)과 다른 프로토콜들 사이의 관계를 설명하고 있다. 하위 계층(LOWICS, 310)은 어떤 다른 어플리케이션이 아니라 운영 체제 또는 상위 계층(TOPICS, 320)을 제외한 계층들 내에서 프로토콜로서 존재하지만, 그럼에도 불구하고, 하위 계층(LOWICS, 310)은 다른 프로토콜들(예를 들어, TCP/IP(350))에 도착한 호출들을 가로챈다. 그 프로토콜들은 운영 체제 내에서 그들의 계층제에 대하여 체인 형식으로 서로 연관된다. 각각의 프로토콜은 그 체인 내에서 그것의 다음 프로토콜을 가리키며, 미니포트 드라이버들(315)과 같이 유효한 네트워크 드라이버들과 연결한다. 그래서, 하위 계층(LOWICS, 310)은 모든 다른 프로토콜들이 로딩된 후에 로딩되고, 그 체인 내에서 첫 번째 프로토콜 목록인 TCP/IP(350)를 가리킨다. 그리고, 하위 계층(LOWICS, 310)은 유효한 네트워크 드 라이버들인 미니포트 드라이버들(315)에 등록하고 그것들과 연결한다. 이러한 방식으로, 하위 계층(LOWICS, 310)은 IP 계층으로부터 MAC 계층으로 떠나는 어떠한 패킷을 가로챌 수 있으며, 따라서, 하위 계층(LOWICS, 310)에서 정책 및 스케쥴링이 그 패킷에 적용될 수 있다.

도 3에 나타난 바와 같이, 모바일 장치(30)의 다른 컴포넌트들은 하드웨어 레벨(470)에서 라이브러리들(370), 시스템 호출 인터페이스(380), TCP/IP sys 파일(390), 파일 서브시스템(400), 장치 드라이버들(420), 캐릭터(430), 블록(440), 하드웨어 제어(450), 하드웨어/NIC(460)을 포함한다. 커널 레벨(300)은 또한, 스케쥴러(700), 메모리 매니저(530) 및 인터 프로세스 커뮤니케이터(540)을 포함하는 프로세스 제어 서브 시스템(510)을 포함한다.

상위( TOPICS ) 계층(320).

상위 계층(320)의 주요 역할은 어플리케이션들(360)로부터의 호출들과 인터페이스하는 것이다. 상위 계층(320)은 소켓 정보, 장치와 파일 오브젝트 정보를 포함하는 모든 어플리케이션(요청자) 정보를 유지하며, 기대되는 최대 전송량, 버퍼 크기, 인터페이스 수신, 기대되는 수신 메시지 형식, 타임아웃을 포함하는 그들의 인터페이스를 포함한다. 상위 계층(320)은 어플리케이션(360)의 예측되는 행동을 고려하여 기록들을 유지한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 모바일 장치(30)의 운 영 체제의 다른 컴포넌트들은 아래와 같은 요소들을 포함한다.: 네트워크 드라이버 인터페이스 스펙(NDIS) 인터페이스(480), UDP 인터페이스(490), IP 인터페이스(500) 및 ARP 인터페이스(510). 전송 드라이버 인터페이스(550)는 상위 계층(320)과 어플리케이션들(360) 사이에 존재한다.

또한, 상위 계층(320)은 하위 계층(340)에게 출력 트래픽의 유형들을 알려주기 위하여 하위 계층(340)과 통신한다. 여기서, 출력 트래픽은 '예비 채널 전송'으로 언급된다. 하위 계층(320)은 요청자들의 메시지를 DMP(330)로 전달한다. 상위 계층(320)은 도시되지 아니하였으나, 패킷들을 조립하기 위하여 TOPICS-DMP 어셈블리 동작기를 포함한다. 그리고, 하위 계층(320)은 어플리케이션들(360)과 통신하기 위한 TOPICS 인터페이스들을 포함한다.

출력 트래픽( Outgoing Traffic )

모바일 장치(30)의 어플리케이션(360)가 ICS(310)를 통하여 떨어진-호스트로 전송된 출력 트래픽들에 대하여 처리하는 절차는 다음과 같다.

1. 어플리케이션(360)의 프로토콜은 상위 계층(320)에 의해 식별된다. 상위 계층(320)은 어플리케이션 명칭, 통신 포트를 이용하거나 두 명의 사용자 어플리케이션이 연결 요청된 것을 버퍼링한 첫 번째의 헤더 정보를 스캐닝함으로써, 어 플리케이션(360)을 식별한다. 추출된 정보는 추출된 정보와 그 장치에 저장된 어플리케이션 아이디 및/또는 서명 및/또는 어플리케이션 카탈로그 아이디를 비교함으로써 상위 계층(320)에 의해 확인된다. 또한, 상위 계층(320)은 어플리케이션(360)이 요청한 전송 계층 프로토콜의 유형을 검사하고, 판단한다.

2. 요청자에 대한 회신은 그 요청(예를 들어, TCP 소켓 생성 및/또는 특정 호스트와의 연결을 위한 요청)이 성공하였는지 실패하였는지 여부에 따라 연관된 태스크(task)를 위해 상위 계층(320)에 의해 어플리케이션(360)으로 전송된다.

3. 그리고, 상위 계층(320)은 어플리케이션(360) 및 소켓 정보에 대한 어플리케이션 북-유지(book-keeping) 데이터 구조를 생성하고, 유지한다. 여기서, 어플리케이션 북-유지(book-keeping) 데이터 구조는 떨어진 호스트로부터 적절한 어플리케이션(360)으로 회신을 전달하기 위해 사용된다.

4. 하위 계층(340)은 적절한 출력 트래픽 유형의 상위 계층(320)에 의해 통보된다.

5. 상위 계층은 어플리케이션의 유형을 기초로 상응하는 DMP 요청 프로토콜을 생성하기 위하여 어플리케이션(360) 데이터를 DMP 서브 모듈로 넘기며, DMP 패킷은 후술하는 바와 같이 생성된다.

6. DMP 패킷은 UDP(190) 및 IP(500) 계층으로 넘겨진다.

7. 하위 계층(340)은 IP/UDP/DMP 패킷을 IP(500) 계층으로부터 수신한다.

8. IP/UDP/DMP 패킷은 어드번스 서버를 통하여 떨어진 호스트로 전송되기 위하여 적절한 네트워크 인터페이스 카드(NIC, 460)로 스케쥴링되고, 넘겨진다.

입력 트래픽

모바일 장치(30)를 위해 ICS(310)가 수신한 패킷들을 처리하는 절차는 도 6에 도시되어 있으며 아래와 같다.

1. DMP 패킷은 NIC(460)에 의해 수신된다.

2. 하위 계층(340)은 DMP 패킷으로부터 IP 헤더를 분리한다.

3. DMP의 유형은 DMP 헤더를 통하여 식별되며, 로컬 지터 다루기가 필요한지 여부를 판단하는 하위 계층(340) 수신기 모듈에 의해 식별된다.

4. DMP가 실시간과 다른 유형의 어떤 유형의 데이터를 포함하고 있다면, DMP 패킷은 직접 호출을 통하여 TOPICS DMP 어셈블리 동작기(도시되지 않음)로 넘겨지며, TOPICS DMP 어셈블리 동작기는 DMP 모듈 내의 컴포넌트 중 하나이다(그래서, 패킷이 IP 계층(500)를 통과하는 것을 필요로 하지 않는다.)

5. TOPICS DMP 어셈블리 동작기는 메시지를 생성하기 위하여 패킷을 조립하며, 그리고, 그 메시지가 완성될 때 그 메시지는 TOPICS-인터페이스(530)으로 넘겨진다.

6. TOPICS-인터페이스(530)는 그것의 어플리케이션 북-유지 데이터 구조를 통하여 메시지 수신기가 되어야 하는 적절한 어플리케이션(360)을 판단한다.

7. TOPICS-인터페이스는 표준 운영 체제 호출을 통하여 그 메시지를 어플리케이션(360)으로 넘긴다.

DMP( Dynamic Multimedia Protocol )

DMP(330)는 어떠한 유형의 데이터도 전달할 수 있는 프로토콜이다. DMP(330)은 필요한 경우 그 자체를 동적으로 변화시킨다. 예를 들어, ACK 요구 사항을 변화시키거나, 최적의 패킷 사이즈를 변화시킨다. DMP(330)는 UDP의 특징들 중 몇몇을 공유하며, 또한, TCP의 특징들 중 몇몇을 공유하지만, DMP는 도 11, 도 12, 도 13에서와 같이 어떤 유형의 무선 링크에서 각각의 데이터 유형의 요구 조건들에 부딪히는 경우, 그것의 다이나믹 헤더 비트를 통하여 어떠한 유형의 데이터도 전달하도록 한다. DMP(330)는 바람직하게는 IPv4 및 IPv6 둘 다와 동작하며, 어플리케이션들을 위한 표준 인터페이스 및 UDP/IP로의 표준 인터페이스를 제공한다. 도 13은 DMP의 분류(branching)를 나타낸다. 도 13에서, DMP에는 헤더 비트들에 의해 식별되는 세 개의 레벨들이 존재한다.

1. DMP 계층 1은 'DMP 내부' 및 'DMP 통신(DMP COM)'을 포함한다. DMP 내부는 단일 서브-시스템 내의 컴포넌트들 사이에서 내부 통신을 위해 사용된다. 예를 들어, TOPIC(320)과 LOWICS(340) 사이의 내부 통신을 위해 사용된다.

2. DMP 계층 2는 DMP 통신을 분기하며, 그것은 세 유형들의 메시지들을 전달한다. 여기서, 세 유형들의 메시지들은 시그널링, 컨트롤, 세션이다. DMP 시그널링은 두 개의 서브-시스템들 사이의 통신을 위해 사용된다. 이를 테면 다음과 같다.

a. DMP 컨트롤(제어)

AP에서 LOWICS와 소프트웨어 사이의 동작들과 AP와 서버 사이에서 존재하는 소프트웨어는 제어를 신청한다. 예를 들어, 서버는 ICS에게 그것의 패킷 사이즈를 변화시킬 것을 통보하거나, ICS는 서버에게 네트워크 상태 정보 또는 로그들을 제공한다. 또한, DMP 컨트롤은 ICS의 기능을 제어하기 위하여 컨트롤 메시지를 ICS로 전송하는 데에 사용된다.

3. DMP 계층 3은 DMP 시그널링 및 DMP 세션을 분기한다(각각의 브랜치는 둘이다.)

a. DMPComSignaling 요청은 TOPIC(320)과 어드번스 서버 사이에서 등록, 재등록, 등록 삭제 및 ACK와 같은 시그널링 요청을 전달한다.

b. DMPComSignaling 회신은 회신을 요청된 신호로 전달한다.

c. DMPComSession 메시지는 실제적인 어플리케이션 데이터를 전달한다.

d. DMPComSession 제어는 소켓 연결 및/또는 RTCP와 같은 제어 피드백 정보와 같은 어플리케이션 연결 요청들을 전달한다.

도 11 및 도 12는 상술한 바와 같이 세 개의 계층 구조에 따라 DMP 시그널링 및 DMP 세션 둘 다를 위한 DMP 구조의 상세한 실시예를 설명한다. DMP 프로토 콜의 또 다른 실시예는 도 11 및 도 12 및 그와 관련하여 설명되는 기능들의 서브 집합을 포함하여 사용될 수 있다.

LOWICS 계층

LOWICS 계층(340)은 네 개의 주요 서브 모듈들을 포함하며, 각각에 대해서는 아래에서 논의된다. LOWICS 계층(340)은 세 개의 다른 형식의 모바일 장치(30)의 운영 체제 내에 계층, 운영 체제 내로 계층을 삽입하는 방법인 후킹(hooking) 및 프로토콜로서 존재한다. 도 7은 운영 체제 및 그것의 내부 컴포넌트들에 대하여 전체적인 LOWICS(340)를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이 그 모듈들은 아래와 같은 요소들을 포함한다.

1. 스케쥴러 시스템(700)

2. 네트워크 모니터(570)

(a) 이웃 발견

(b) 신호 대 잡음 비 보고기

(c) 패킷 전달

3. 로컬 지터 버퍼(710)

4. 패킷 분류기(720)

LOWICS-스케쥴러

본 발명에 따른 시스템은 수신된 혹은 모바일 장치(30)나 다른 네트워크 장치에 의해 전송된 서로 다른 유형들의 데이터들을 식별할 수 있다. 그리고, 그 시스템은 모바일 트래픽 모델을 그러한 데이터를 위해 확인할 수 있다. 각각의 데이터 유형은 처음부터 끝까지의 전송 제어, 레이턴시 민감도 실시간 요구 사항들을 포함하여 그것만의 요구 사항들을 갖는다. 본 발명에 따른 시스템의 목적은 이러한 서로 다른 데이터 유형들을 위해 가능한 많은 요구 사항들과 마주치는 것이다. 그래서, 그 시스템은 데이터를 차별화시키고, 아래의 목적들에 따라 패킷들을 처리한다. 그 목적들은 무선 링크의 트래픽을 제어하는 것이며, 부하량을 유지하고, 네트워크의 용량을 증가시킬 뿐만 아니라, 대역폭을 개선하는 것이다.

데이터 유형 요구 사항들을 확인하기 위하여, 세 개의 파라미터들이 식별되고, 고려된다.

i) 최대 오류율은 전송 계층 프로토콜뿐만 아니라 물리적인 채널에 대해 에러 검출의 유형을 확인하기 위해 허용될 수 있는 값으로 해석된다.

ii) 서로 다른 유형들의 패킷들이 전달을 위하여 서로 다른 시간 요구 사항들을 가지고 있기 때문에, 최소 처리량(throughput)은 전달의 순위로 해석될 수 있다. 몇몇 유형의 데이터들(음성, 스트리밍, 비디오 등)에 대하여, 시간 만료후에 패킷의 전송은 간단히 네트워크 오버헤드를 발생시키며, 그래서, 시간에 대하여 시간 만료된 그 유형들의 데이터는 전송되지 않는다.

다양한 트래픽 유형들을 관리하기 위하여, 시스템은 '생존 시간'을 계산한다. 이러한 생존 시간은 특정 어플리케이션의 모든 패킷에 대한 판단이 내려지는 시간 주기이다. 예를 들어, 어느 한 패킷들의 집합은 메시지 어플리케이션에 속할 수 있다. '세션'은 단일 어플리케이션의 생존 시간에 속하며, 그것은 단일 어플리케이션의 생존 시간 내에서 존재한다. 생존 시간은 결정적인 유형 또는 랜덤 분포 inter-arrival 유형이 될 수 있다. 이른 바, 백그라운드, 상호작용, 스트리밍 및 대화형 등과 같은 서로 다른 서비스들의 분류들은 트래픽 분류들을 다음과 같은 카테고리로 줄이기 위해 사용된다.: 음성, 비디오, 오디오, 데이터로서, 그 특징들 및 각각의 데이터 유형의 요구 사항들은 윤곽이 정해질 수 있으며, 하기 표 1 및 표 2에서와 정의된 바와 같이 모바일 트래픽 모델이 될 수 있다.

(트래픽 유형과 민감도)

예를 들어, VoIP는 에러에는 민감하지 않지만, 레이턴시에 대해 높은 민감성을 갖는다. 따라서, 사용자는 언제나 상대방에게 반복(repeating)하기를 요구할 수 있다. 그러나, 데이터의 TOPICS(320)으로의 도착 비율은 고정되어 있으며, 그것의 패킷 사이즈도 고정되어 있다. VoIP가 생성하는 트래픽을 보면, 그것은 파레토 분포를 따른다. 그러나, 전형적으로 인터넷 익스플로어와 같은 데이터는 에러에 높은 민감성을 갖는 반면 레이턴시에 매우 낮은 민감도를 갖는다. 예를 들어, 방해된 은행 업무 정보를 수신하는 것은 큰 문제이다. 데이터에 대하여 그 패킷들은 돌발적으로 생성되며 도착하기 때문에 데이터에 대하여 그 패킷들의 도착 비율은 변화하며, 예측될 수 없으며, 그것이 생성한 그 트래픽 유형은 지수 분포를 따른다. 트래픽 모델의 유형 정보는 스케쥴러 시스템(700)이 기대되는 트래픽 모델의 유형 및 유효한 네트워크가 트래픽을 전달할 수 있는 능력을 갖는 지 여부를 기초로 스케쥴링 결정을 수행할 수 있도록 한다. 예를 들어, 혼합된 네트워크에서, 모바일 사용자가 GPRS와 같은 2.5세대 네트워크에 존재하는 경우, VoIP 어플리케이션을 사용하는 것은 이러한 유형의 네트워크는 트래픽 유형을 전달할 능력을 갖고 있지 않기 때문에 적합하지 않다.

(서비스 분류 설명)

표 1 및 표 2를 참조하면, 다음과 같다. 트래픽 유형은 그들이 서비스 받아야 하는 priority에 대해 분류될 수 있고, 트래픽 유형은 네트워크로 전달되며, 허용되는 비트 에러 율(BER)에 대해 분류될 수 있다. 패킷에서 발생한 에러가 BER보다 작은 경우, 데이터를 재전송하기 위해 요청을 할 필요성이 없어지며, 또한, 데이터가 시간 만료되기 전에 얼마나 데이터를 재전송할 지를 결정할 수 있다. 예를 들어, VoIP 패킷은 그 패킷의 생존 시간(예를 들어, VoIP 표준에 따르면, 250ms)이 만료되기 전에 초고속 재전송을 이용하여 세 번 재전송될 수 있다. 이러한 방식을 이용하여 T(기대되는 inter-arrival 시간 t)의 값, S(최소 패킷 사이즈), a(상수)의 값은 표 1에 기재된 파레토 또는 지수 분포 함수에 삽입될 수 있다. 그리고, 그것은 스케쥴러 시스템(700)이 패킷 스케쥴링을 수행을 위한 결정에 사용된다.

상호작용성 있는 분류의 서비스를 포함하여 적절히 방향이 맞추어진 요청/회신인 어플리케이션/트래픽의 유형으로 부르는 서로 다른 분류들의 서비스는 사용자 상호작용을 요구한다. 이러한 어플리케이션의 예로, 요청을 전송하고, 회신을 수신하는 인터넷 익스플로어가 있다.

백그라운드에서 동작하고, 돌발적인 처리 유형 어플리케이션으로 불리는 백그라운드 분류의 서비스가 있다. 이메일은 이러한 유형의 어플리케이션의 일 예로서, 이메일은 백그라운드에서 동작하고, 정보를 수신하기 때문에 사용자 상호작용을 위한 동작이 필요 없다. 실시간이 필수적이지 않으며, 비디오 혹은 오디오와 같은 미디어를 수신하기 위한 요청이 존재하는 어플리케이션으로 부르는 스트리밍 분류의 서비스가 있다. 또한, 대화형으로 언급되는 실시간 분류의 서비스는 매우 시간 민감도가 높은 서비스이다. 그들은 전형적으로 셋팅되고 고정된 생존 시간을 갖는다. 일예로, VoIP 패킷은 단지 250ms의 허용 가능한 딜레이를 갖는다. 만약, 패킷이 그 시간 이후에 수신된다면, 그 패킷은 수신기에 의해 처리되지 않을 것이다. 이러한 유형의 어플리케이션/서비스에는 VoIP, 영상 통화 등이 있다.

스케쥴러 시스템(700)은 세 가지 주요 역할들을 수행한다. 이른 바, 대기열(queue) 관리, 스케쥴링 및 채널 신호 대 잡음 비 보고이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 스케쥴러 시스템(700) 내에 존재하는 대기열 관리기(800)는 패킷 분류기(810), 서로 다른 유형의 데이터를 위해 할당된 복수의 대기열들(820) 및 각각의 대기열 내에 저장된 트래픽과 시간 만료된 패킷들의 개수, 각각의 대기열 내에 있는 지연된 패킷들의 개수에 대해 보고하는 대기열 추적기(대기열 스캐너, 분석기)(830)를 포함한다. 스케쥴러(840)는 대기열 메니저(800)와 데이터 링크 계층(850) 사이에서 결정기로 동작한다. 스케쥴러(840)는 대기열(800)의 컨텐츠를 검사하고, 결정을 내린다. 또한, 스케쥴러(840)는 네트워크 계층과 데이터 링크 계층(850) 사이에서 데이터 트래픽을 관리한다. 이러한 과정은 높은 계층 어플리케이션 또는 네트워크 계층을 하위 계층과 직접적인 상호 작용으로부터 분리시킨다. 하지만, 이러한 계층들은 서로의 존재를 서로 인식한다.

실제적으로, IP 계층(500)은 패킷들을 패킷 분류기(810)로 넘긴다. 패킷 분류기(810)는 패킷의 유형을 검사하고, 그 패킷의 유형을 기초로 그 패킷을 위한 적절한 시간을 그 패킷과 관련시킨다. 그리고, 패킷을 적절한 대기열(820)로 삽입한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 대기열들은 네 개의 구별되는 데이터 유형들을 위한 것으로서, 미리 정의된다. 이른 바, 음성, 비디오, 오디오 및 데이터이다. 무선 네트워크는 다른 특징들을 갖는 다른 유형의 데이터를 포함할 수도 있다. 대기열(820)에 의해 취해진 도전은 그 대기열을 모니터링하기 위한 모듈을 위한 요구이다. 그리고, 그것은 일반적으로 전송 스케쥴링에 딜레이를 추가한다. 이러한 이유 때문에, 대기열(820)의 버퍼에 삽입된 각각의 패킷은 액티브한 기록이며, 패킷들의 분류 타이머의 생성을 초래한다. 또한, 이러한 패킷들의 각각의 타이머에 대한 시간 만료 주기는 분류된다(음성, 비디오, 오디오 또는 데이터로). 그 패킷이 그 타이머의 사간 만료 전에 스케쥴러(840)에 도착하지 않는다면, 그 패킷은 대기열(820)에 존재할 것이고, 대기열 추적기(830)에 그것의 시간 만료를 통보한다. 대기열 추적기(830)는 스케쥴러(840)에게 시간 만료된 패킷들의 개수를 보고하며, 각각의 대기열(820)에서 트래픽 과잉(혼잡)을 스케쥴러(840)에게 통보한다. 스케쥴러(840)는 대기열(820)이 서비스를 첫 번째로 수신해야만 하는 지를 데이터 유형의 시간 민감도를 기초로 대기열(820) 내에서 판정한다. 스케쥴러(840)는 또한, 복수의 모바일 장치들로 전송되는 하향링크 데이터 트래픽 및 모바일 장치 내의 다른 데이터 트래픽을 스케쥴링하기 위해 서버에 배치될 수 있다.

LOWICS-네트워크 상태 모니터

도 9에 도시된 바와 같이, 신호 대 잡음 비 보고기(900)는 네트워크 상태 모니터 모듈의 일부이다. 신호 대 잡음 비 보고기(900)는 현재와 다음 10ms 사이의 시간 프레임 내에서 가까운 장래의 신호 대 잡음 비를 예측한다. 이 컴포넌트의 목적은 기대되는 신호 대 간섭 및 잡음 비 값을 검출할 수 있다. 일반적으로, 신호 대 간섭 및 잡음 비를 말하는 것은 신호의 세기와 백그라운드 잡음의 비율이다. 그 링크의 데이터 전송률은 사용자의 위치에서 신호 대 간섭 및 잡음 비에 의존한다. 신호 대 간섭 및 잡음 비는 하나의 셀 내에서 중요하게 변할 수 있다. 이러한 변화는 모든 무선 시스템의 고유의 특징이며, RF 전파 손실의 변화로 인해 근본적으로 발생한다. 그리고, 그것은 penetration 손실을 발생시키며, 페이딩 효과 및 채널 간 간섭을 발생시킨다. 그 결과, 사용자가 겪게 되는 링크의 데이터 레이트는 그 사용자의 셀 안에서의 위치에 의존한다.

네트워크 모니터(520)으로부터 지원을 기초로 신호 대 잡음 비 값은 모니터링될 수 있다. 신호 대 잡음 비 보고기의 목적은 모니터링된 신호 대 잡음 비 값을 수신하고, 과거 5ms의 이러한 값들을 관찰/계산하여 앞으로, 5ms에서 10ms의 신호 대 잡음 비의 기대 값을 예측하고자 하는 것이다. 이렇게 기대된 값은 네트워크 모니터 상태 모듈이 언제 네트워크를 어떤 유형의 네트워크로부터 다른 유형의 네트워크로 스위칭할 것인지를 결정하는 데에 사용될 수 있다. 그리고, 스케쥴러 시스템이 그 기대되는 값을 파라미터들로 삽입하여 스케쥴링을 위한 결정을 하는 데에 고려할 수 있다.

LOWICS-이웃 발견

본 발명에 따른 이웃 발견은 무선 네트워크에서 하나의 AP로부터 다른 AP로 이동하는 경우, 요구되는 시간을 줄인다. 예를 들어, 모바일 사용자는 하나의 공항 내에서 이동할 수 있다. 특히 RF 계층에서 이러한 딜레이를 제거하기 위한 여러 다른 영역의 조사들이 있다. 바람직한 실시예에 따르면, RF 레벨 레이턴시 감소 계층 3.5 해결책이 사용된다. Connection-oriented 어플리케이션들(예를 들어, TCT/IP 기반의 것들)에 대하여, 하나의 AP로부터 다른 AP로의 통신 전달 및 연결에 대한 레이턴시는 새로운 도메인(인프라 도메인의 이동의 경우)으로부터 새로운 IP를 수신한 후에 데이터의 재전송을 초래하며, TCP의 재설립을 초래한다. 시간 민감도가 높은 어플리케이션에 대하여, 이것은 하나의 AP 또는 도메인으로부터 다른 AP 또는 도메인으로의 이동으로 인해 추가적인 딜레이를 발생시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 계층 3.5 해결책이 사용되며, 그것은 계층 2 로밍의 상위 집합이다. 본 실시예에서, MAC 계층보다 상위이고, IP 계층(500)보다 하위인 계층은 AP 및 도메인을 모니터링하고, 다른 AP들 사이에서 패킷 전달을 처리한다. 또한, 상위 계층의 어떠한 변화도 방지한다. 이러한 해결책은 첫 번째로 계층 2 로밍을 요구하지만, 새로운 AP로의 인증 및 로밍 어플리케이션의 추가적인 딜레이를 제거한다.

바람직한 로밍 방법은 아래와 같인 세가지 영역을 고려함으로써 달성될 수 있다.

a) 이웃 발견

b) 예비 등록

c) 패킷 전달

바람직한 실시예에 따르면, LOWICS(340) 내에 위치하고 있는 네트워크 상태 데이터 모듈(570)은 네트워크 상태 데이터 및 이웃 발견을 제공한다. 본 실시예에서, LOWICS(340)는 IP 계층(500)으로의 단일의 가상 어댑터 인터페이스를 갖지만, 그 자체를 많은 유효한 NIC(460)와 연결할 수 있다. 네트워크 상태 모니터(570)는 수집된 AP 명칭, MAC, 신호 세기, 잡음 세기 및 신호 대 잡음 비를 포함하는 AP 정보를 Wi-Fi 카드로부터 수집한다. 네트워크 상태 모니터는 신호 대 잡음 비 보고기(900)로부터 수신한 정보를 이용하여 다음으로 가장 가까운 AP를 검출한다. 그리고, 네트워크 상태 모니터는 작은 시간 프레임 내에서 과거로부터 미래까지의 시간 주기 동안 신호 대 잡음 비를 계산한다. 그리고, 신호 대 잡음 비 보고기(900)는 백업 AP와 함께 예비 등록 정보를 네트워크 상태 모니터(570)로 전송한다. 백업 AP는 이동하기로 결정된 AP이다. 그래서, 로밍에 대한 결정이 내려지기 전에 AP의 위치가 정해진다.

바람직한 실시예에 따르면, AP는 업데이트 가능한 펌웨어를 포함한다. 일반적으로, AP 펌웨어는 라우팅 테이블을 포함하여 IP 계층 프로토콜 구조를 포함하며, MAC 주소는 테이블, DNS 및 다른 기능을 업데이트한다. 이러한 펌웨어는 예비 등록 테이블을 추가함으로써 업데이트될 수 있다. AP를 식별한 후에, 네트워크 상태 데이터 모듈은 예비 등록 요청을 그 AP로 전송한다. 그 AP는 그 요청을 어드번스 서버로 전달하고, 모바일 장치(30)에 대한 인증을 요청한다. 어드번스 서버는 데이터 베이스를 이용하여 모바일 장치(30)의 인증을 체크할 것이며, AP로 인증을 전송할 것이다. 그 AP는 모바일 장치(30)의 MAC 주소를 AP의 예비 등록 테이블에 기록한다. 그 AP는 그것 고유의 MAC 주소, 네트워크 주소 및 생존 시간을 모바일 장치(30)로 전송한다. 네트워크 상태 모듈(570)이 이러한 정보를 수신한 경우, 그것은 다음 번 로밍을 위해 사용하기 위해 저장한다. 생존 시간은 AP가 그것의 예비 등록 테이블에 정보를 유지하고 있는 시간 주기를 네트워크 상태 모니터(570)에게 알려주는 것이다. 만약, 생존 시간이 만료된다면, 네트워크 상태 모니터(570)는 다른 주변의 예비 등록 요청을 찾아야만 한다. 네트워크 상태 모니터(570)이 백업 AP가 다음 번 로밍하기에 적절한 AP인지를 판단하기 위해 연속적으로 신호 대 잡음 비를 관찰할 것이다.

백업 AP의 SNR이 감소하는 경우, 네트워크 상태 모니터는 새로운 AP를 발견하고, 예비 등록한다. LOWICS(340) 내의 네트워크 상태 데이터 모듈(570)은 연속적으로 네트워크 상태 및 신호 대 잡음 비를 모니터링한다. 초고속 로밍 시간과 클라이언트 안정도 사이에서 균형을 유지하는 것은 중요하다. 일 예로, 하나의 AP 신호 세기가 그것의 환경 및 주파수의 함수로서 감소하는 것이 정상적이므로, 순간적인 신호 발생으로 로밍 또는 핸드 오프가 고려되어서는 안된다. 왜냐 하면, 그것은 정상적인 신호 세기를 가진 AP 신호가 아닌 순간적인 AP 신호 발생일 수 있기 때문이다. 이러한 것을 달성하기 위하여, 신호의 안정도를 위해 AP로 로밍하기 이전에 시간 프레임 임계값이 생성된다. 바람직한 임계값은 5ms에서 10ms 사이의 값일 수 있고, 그 이상 또는 그 이하일 수 있다.

로밍이 발생하기 전에, 신호 대 잡음 비는 액티브 AP에서 감소해야만 하며, 백업 AP에서 증가해야 한다. 하나의 AP 또는 도메인으로부터 다른 것으로 이동하기 위해, 네트워크 상태 모니터(570)는 첫 번째로 업데이트 등록(재 등록)을 어드번스 서버로 백업 AP를 통하여 전송한다. 백업 AP가 이미 그 정보를 그것의 예비 등록 테이블에 가지고 있으므로, 그것은 그 요청을 즉시 어드번스 서버로 밀어넣는다. 이것은 어드번스 서버에게 IP의 변화를 알리어, 어드번스 서버가 하향링크 트래픽의 방향을 모바일 장치의 새로운 목적 IP를 통하여 그 모바일 장치(30)로 재설정하는 것을 시작할 수 있도록 한다. 모바일 장치(30)가 어드번스 서버로부터 컨펌을 수신한 후에, 모바일 장치(30)은 상향링크 트래픽의 방향을 재설정한다. 이러한 시간 동안, 모바일 장치(30)는 그것이 확인을 수신할 때까지 어떠한 상향링크 트래픽도 어드번스 서버로 전송하지 않는다. 이러한 방법은 로밍 동안의 패킷 손실을 줄이고, AP의 예비 등록 테이블에 그 정보가 저장되어 있으므로, 로밍 시간을 줄인다. 그리고, 모바일 장치 IP로의 변경은 인터넷 상의 모바일 장치 및 떨어진 끝 호스트 어플리케이션 둘 다에 존재하는 어플리케이션들에게 완전히 명백해진다. 나중에 모바일 장치로서 어드번스 서버에 대해 기술한다.

도 10은 예비 등록 및 이웃 발견에서의 사건의 연속을 전체적으로 도시한 도면이다.

LOWICS-로컬 지터 핸들링

LOWICS(340) 로컬 지터 핸들러(710)은 실시간 데이터 유형들을 수신한다. 그것의 주요 역할은 VoIP 및 실시간 비디오에서 네트워크 상태 및 수신된 정보를 기초로 지터를 다루는 것이다. 이것은 높은 네트워크 오버헤드를 발생시키는 RTCP를 사용하는 것에 대한 필요를 제거한다. 이러한 것을 달성하기 위해, 버퍼 에이전트는 DMP 내에 있는 컨텐츠의 유형(Type of Content, ToC)을 검사하고, DMP를 상위 계층으로 전송하거나 그것을 버퍼 모듈에 저장/유지할 지 여부를 결정한다. 버퍼에 삽입된 각각의 데이터 패킷은 타이머에 부착된다. 타이머가 시간 만료될 때, 데이터 패킷은 상위 계층에 존재하는 그 버퍼 대기열을 빠져 나간다. 이것은 버퍼의 개개의 열을 버퍼의 상태를 감시하는 액티브 에이전트로 만든다. 이것은 에이전트가 무엇이 버퍼로부터 제거되어야 하는 지 및 제거되지 말아야 하는지를 추적할 필요성을 감소시키며, 따라서, 버퍼 딜레이를 감소시킨다. 하위 계층에 존재하는 지터 버퍼는 피드백 메커니즘 대신에 RTCP에 의해 제공되는 실시간 네트워크 정보를 기초로 결정을 내린다. 충분하고 시기 지터를 줄이기 위한 충분하고 시기 적절한 정보를 제공하는 무선 트래픽을 위해 그 피드백 메커니즘은 들어오는 피드백의 주파수가 효율적으로 조절될 수 없는 점에서 효율적이지 못하다. 상술한 과정을 이용하여, 지터는 20%에서 30%까지 감소될 수 있다.

네트워크 정책

본 발명에 따른 시스템 및 방법은 네트워크 정책의 요구 사항들을 기초로 네트워크 장치를 제어한다. 이 때, 네트워크 장치가 등록을 요청하는 경우, 네트워크 정책은 생성되어 저장을 위해 모바일 장치와 같은 네트워크 장치로 전송되어야 한다.

어플리케이션이 네트워크로 접근을 시도하는 경우, 네트워크 정책 사용이 체크될 것이며, TOPICS와 LOWICS는 그 정책에 따라 어플리케이션으로 네트워크 접근을 제공할 것이다. 네트워크 장치와 네트워크 서버 사이의 처리 기간 동안, 네트워크 정책이 어드번스 서버에 존재하는 데이터베이스에서 변경된다면, 그 변화는 '정책 푸쉬' 명령의 형식으로 네트워크 장치로 밀어 넣어진다.

바람직한 실시예에 따르면, 아래에는 표 3 및 표 4가 도시되어 있으며, 등록 시간에 네트워크 장치로 밀어 넣어지는 정책 파라미터들이 기재되어 있다. 표 3은 정책 파라미터들을 설명하고 있으며, 표 4는 '서비스 분류'의 데이터 구조를 설명하고 있다.

네트워크 퍼포먼스

본 발명에 따른 시스템 및 그 방법은 추가적인 처리량을 생성하지 않고, 해당 유형의 네트워크에 대해 특정 어플리케이션의 서비스 퍼포먼스(수행 능력) 및 상태 정보를 캐리어로 제공한다. 이러한 것을 수행하기 위해, 네트워크 장치는 그 장치에 있는 어플리케이션에 대하여 허용 가능한 퍼포먼스 임계 파라미터를 저장한다. 그 어플리케이션 데이터가 어드번스 서버로 전송될 때, 네트워크 장치는 패킷을 위해 사용되는 네트워크의 유형, 각각의 패킷에 대한 신호 대 잡음 비 파라미터, 패킷 손실, 복제, 재전송 및 어플리케이션 메시지를 전달하고 회신 정보를 수신하는 데에 필요한 전체 시간에 대한 정보를 저장한다. 이러한 정보는 네트워크 상태 모니터(520) 내에 있는 데이터베이스 내에 저장된다. 어떤 파라미터들이 네트워크 장치 및 데이터베이스 내에 있는 그 임계값 집합들을 초과하거나, 네트워크 정책에 따른 특정 규칙에 따라 계산된다면, 경고가 생성되고, 어드번스 서버로 전송된다.

어플리케이션 데이터의 유형 판단

본 발명에 따른 시스템 및 방법은 모바일 장치와 같은 클라이언트 장치에서 어플리케이션을 변경하지 않고 어플리케이션 데이터의 유형을 판단할 수 있다. 이것은 ICS가 호출을 가로챔으로써 어플리케이션 요청을 수신할 때 수행된다. ICS는 어플리케이션의 명칭, 및/또는 메시지를 전송하는 데에 사용된 포트, 및/또는 헤더 정보(연결 요청을 위해 전송된 두 어플리케이션 메시지의 첫 번째 부분). VoIP, 비디오, 이메일, 인터넷 익스플로어등과 같은 이러한 추출된 정보는 상응하는 태그를 생성하기 위해 사용된다. 여기서, 상응하는 태그는 실시간, 스트리밍, 백그라운드, 상호작용성 등과 대응되며, 그 패킷에는 태그가 붙여진다.

상술한 시스템 및 방법은 네트워크 장치 내에서 RAM 또는 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 등과 같은 컴퓨터가 판독 가능한 메모리에 저장되는 인스트럭션의 조합으로 구현될 수 있다. 그 방법 및 시스템은 마이크로파에 의해 생성되는 컴퓨터 데이터 신호에 따른 인스트럭션의 집합으로 구현될 수 있다. 여기서, 그 컴퓨터 데이터 신호는 그 인스트럭션을 네트워크 장치 또는 서버와 송/수신하기 위한 것이다.

본문에 기재된 본 발명에 따른 방법 및 시스템은 무선, 혼합된 네트워크에 대해 주요하게 기술되었으나, 유선 네트워크의 어플리케이션에도 적용될 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

(a) 패킷을 유형에 따라 분류하는 단계;

(b) 상기 분류된 유형과 관련된 대기열(queue)로 상기 패킷을 삽입하는 단계;

(c) 상기 분류된 유형을 기초로 상기 패킷을 위한 시간을 관련시키는 단계;

(d) 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되지 않은 경우, 스케쥴러에게 상기 패킷이 시간 만료되었음을 통보하는 단계; 및

(e) 상기 패킷이 상기 시간이 만료되기 전에 전송되는 것으로 스케쥴링되는 경우, 상기 대기열에 따라 상기 패킷을 전송하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
제1항에 있어서,

상기 (a) 단계에서,

상기 패킷은 음성, 비디오, 오디오 또는 데이터 중 어느 하나로 분류되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
제2항에 있어서,

최대 오류율(maximum error rate)은 상기 분류된 유형과 연관되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
제3항에 있어서,

최대 재전송 시도 횟수는 상기 분류된 유형과 연관되는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
제4항에 있어서,

상기 패킷이 '음성' 유형인 경우, 상기 패킷과 관련된 상기 시간은 파레토(pareto) 분포 모형을 따르는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
제5항에 있어서,

상기 패킷이 '데이터' 유형인 경우, 상기 패킷과 관련된 상기 시간은 지수 분포 모형을 따르는 것을 특징으로 하는 네트워크 장치로부터 전송하기 위한 패킷의 전달 스케쥴링 방법.
(a) 대기열 관리기;

(b) 패킷을 하나의 유형으로 분류하고- 상기 유형은 음성, 데이터, 오디오 및 비디오의 집합으로 구성됨. -, 상기 패킷을 위한 시간을 관련시키는 패킷 분류 기;

(c) 유형들 각각에 대하여, 전송하기 위한 상기 유형의 패킷들을 수신하는 대상 대기열; 및

(d) 상기 대기열 관리기로 시간 만료된 패킷들을 보고하는 대기열 추적기

를 포함하고,

상기 대기열 관리기는 상기 대상 대기열로부터 전송되는 상기 패킷을 결정하는 것을 특징으로 하는 전송을 위한 패킷 스케쥴링 시스템.