KR20080087453A - 통신 시스템에서 맥 계층의 서비스 품질 파라미터 생성장치 및 방법 - Google Patents

통신 시스템에서 맥 계층의 서비스 품질 파라미터 생성장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter)에 관한 것으로, 상위 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 어플리케이션 계층의 QoS 정보를 포함하는 메시지를 분류하는 분류기와, 상기 메시지를 통해 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 확인하는 판독기와, 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC(Media Access Control) 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 생성기를 포함하여, 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성함으로써, 시스템은 통신망의 장애나 트래픽량 변화를 고려한 서비스 플로우를 생성할 수 있다.
QoS 파라미터(Quality of Service Parameter), MAC 계층(Media Access Control Layer), RTCP(Real-time Transport Control Protocol)

Description

통신 시스템에서 맥 계층의 서비스 품질 파라미터 생성 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR GENERATING QUALITY OF SERVICE PARAMETER ABOUT MAC LAYER IN COMMUNICATION SYSTEM}
도 1a은 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 메시지 중 SR(Sender Report) 메시지의 구성을 도시하는 도면,
도 1b은 RTCP 메시지 중 RR(Receiver Report) 메시지의 구성을 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MAC(Media Access Control) 처리부의 블록 구성을 도시하는 도면, 및
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MAC 처리부의 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter) 생성 절차를 도시하는 도면.
본 발명은 통신 시스템에서 서비스 플로우(Service Flow)의 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter) 생성에 관한 것으로, 특히 통신 시스템에서 MAC(Media Access Control) 계층을 위한 QoS 파라미터 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 많은 사업자들이 통신망을 이용하여 다양한 서비스들이 제공하고 있다. 예를 들어, IP(Internet Protocol) 기반의 통신망을 이용한 VoIP(Voice over IP), 실시간 멀티미디어 스트리밍, 영상 전화, 방송 서비스, 데이터 통신 등의 서비스들이 제공되고 있으며, 앞으로 서비스의 종류는 더 다양해질 것이다. 사용자들이 상기 다양한 서비스들을 불편없이 만족스럽게 이용할 수 있도록, 상기 다양한 서비스들을 제공하는 시스템은 각 서비스의 종류에 적합한 QoS를 보장해주어야 한다. 상기 QoS는 서비스에 대한 몇 가지 파라미터를 제한함으로써 보장될 수 있다. 예를 들어, 상기 파라미터는 최소 전송률, 패킷 사이즈, 에러율, 패킷 지연 등이 있다.
상기 QoS 파라미터는 프로토콜 계층(예 : 어플리케이션 계층, MAC 계층)에 대해 독립적으로 생성된다. 예를 들어, MAC 계층의 QoS 파라미터에 대해 살펴보면 다음과 같다. 상기 MAC 계층에서 QoS 파라미터를 생성하는 방식은 서비스의 타입(Type of Service), 소스 포트 번호(Source Port Number), 목적지 포트 번호(Destination Port Number), 프로토콜 정보 등을 이용하여 서비스 플로우의 종류를 구분하고, 해당 종류에 대해 미리 정의된 내용을 기반으로 해당 서비스 플로우의 QoS 파라미터를 생성하는 방식이다.
영상 또는 음향과 같은 서비스는 코덱(CODEC : COder-DECoder)에 따라 데이터율(Data Rate) 및 패킷 크기가 달라진다. 즉, 같은 종류의 서비스라 할지라도 QoS 파라미터가 달라질 수 있다. 또한, 서비스 제공 중 통신망 과잉(Network Congesion)과 같은 장애 현상이 발상하면, 시스템은 이에 대응하기 위해 상기 QoS 파라미터를 적절히 조절해야 한다.
하지만, 상기 MAC 계층에서의 QoS 파라미터 생성 방식에 따르면, 이미 설정된 QoS 파라미터는 상기 통신망 과잉과 같은 요인에 따라 변경되기 어렵다. 또한, 상술한 바와 같이, 상기 MAC 계층에서의 QoS 파라미터 생성은 서비스 플로우의 종류에 의존한다. 때문에, 상술한 영상 또는 음향과 같이 데이터율 및 패킷 크기기 변할 수 있는 서비스들에 대해, 부적절한 QoS 파라미터가 설정될 수 있는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 통신 시스템에서 부적절한 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter)가 생성되는 현상을 방지하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 통신 시스템에서 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC(Media Access Control) 계층의 QoS 파라미터를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 통신 시스템에서 RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 메시지를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하기 위한 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 통신 시스템에서 MAC 계층 처리 장치는, 상위 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 어플리케이션 계층의 QoS 정보를 포함하는 메시지를 분류하는 분류기와, 상기 메시지를 통해 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 확인하는 판독기와, 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 생성기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 견지에 따르면, 통신 시스템에서 MAC 계층 처리 방법은, 상위 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 어플리케이션 계층의 QoS 정보를 포함하는 메시지를 분류하는 과정과, 상기 메시지를 통해 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 확인하는 과정과, 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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.
이하 본 발명은 통신 시스템에서 어플리케이션 계층의 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter)를 이용하여 MAC(Medic Access Contorl) 계층의 QoS 파라미터를 생성하기 위한 기술에 대해 설명한다.
어플리케이션 계층에서 멀티미디어 서비스를 위해 사용되는 프로토콜로 RTP(Real-time Transport Protocol), RTCP(Real-time Transport Control Protocol)가 있다. 상기 RTP는 영상 및 음성과 같은 데이터를 실시간으로 송수신하기 위한 통신 규격이며, 상기 RTCP는 상기 RTP에 의한 데이터 송수신을 제어하기 위한 통신 규격이다. 즉, 송신단과 수신단은 상기 RTCP를 이용하여 서비스를 위한 제어 메시지를 교환하며, 상기 제어 메시지 중에는 서비스의 QoS 정보를 포함하는 메시지도 존재한다. 상기 RTCP의 규격에 따르면, 상기 QoS 정보를 포함하는 메시지는 SR(Sender Report) 메시지 및 RR(Receiver Report) 메시지이며, 상기 SR 메시지는 도 1a와 같이 구성되고, 상기 RR 메시지는 도 1b와 같이 구성된다. 상기 도 1a 및 상기 도1b에 도시된 바와 같이, 상기 SR 메시지 및 상기 RR 메시지는 QoS 관련 정보를 포함하고 있으며, 각 QoS 관련 정보의 의미는 하기 <표 1>과 같다.
필 드 의 미
fraction lost 수신성공 패킷 수 대비 손실 패킷 수의 비율
cumulative number of packets lost 손실 패킷 수
extend highest sequence number received 수신패킷의 가장 큰 시퀀스 번호
interarrival jitter 패킷 지연의 변화량
last SR (LSR) 마지막 SR메시지 송신 시간
delay since last SR (DLSR) 마지막 SR메시지에 대한 응답 지연시간
상기 <표 1>에 나타난 QoS 관련 정보를 이용하여 얻을 수 있는 QoS 파라미터는 'fraction lost', 'cumulative number of packets lost', 'interarrival jitter', 'RTT(Round Trip Time)'이다, 여기서, 상기 'fraction lost', 상기 'cumulative number of packets lost', 상기 'interarrival jitter'는 상기 메시지를 통해 바로 얻어지는 정보이다. 그리고, 프로세싱 지연을 고려하지 않은 종단 간 패킷 송신 및 수신 시간을 의미하는 상기 'RTT'는 하기 <수학식 1>과 같이 계산된다.
RTT = RR received time - LSR - DLSR
상기 <수학식 1>에서, 상기 RTT는 종단 간 패킷 송신 및 수신 시간, 상기 RR received time은 RR 메시지 수신 시간, 상기 LSR은 마지막 SR 메시지 송신 시간, 상기 DLSR은 마지막 SR 메시지에 대한 응답 지연 시간을 의미한다.
상기 RTCP 제어 메시지는 RTP를 통한 서비스 중 지속적으로 교환되며, 통신 망에 발생하는 과잉(Congesion) 현상이나 멀티미디어 트래픽 변화량을 모니터링(Monitoring)하고, 이에 대응하여 QoS 파라미터를 조절하는데 사용된다. 즉, 상기 RTCP 제어 메시지에 포함된 QoS 파라미터는 통신망의 상황이나 멀티미디어 트래픽의 변화량을 고려하여 생성된 것이다. 따라서, 상기 RTCP 제어 메시지에 포함된 QoS 파라미터를 확인 및 이용하면, 시스템은 MAC 계층에서도 통신망 상황 및 트래픽 변화를 고려한 QoS 파라미터를 설정할 수 있다.
이하 본 발명은 상술한 방식에 따라 QoS 파라미터를 생성하기 위한 구성 및 동작 절차를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MAC 처리부의 블록 구성을 도시하고 있다.
상기 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 MAC 처리부는 RTCP 분류기(202), RTCP 판독기(204), QoS 파라미터 생성기(206), 스케줄러(208) 및 패킷 처리기(210)를 포함하여 구성된다.
상기 RTCP 분류기(202)는 상위 IP(Internet Protocol) 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 RTCP 제어 메시지를 복사하여 상기 RTCP 판독기(204)로 제공한다. 상기 RTCP 분류기(202)는 포트 번호(Port Number), IP 헤더(Header) 정보 등을 이용하여 상기 RTCP 제어 메시지를 확인한다. 그리고, 상기 RTCP 분류기(202)는 상기 RTCP 제어 메시지를 포함한 모든 입력되는 패킷들을 상기 패킷 처리기(210)로 제공한다.
상기 RTCP 판독기(204)는 상기 RTCP 분류기(202)로부터 상기 RTCP 제어 메시지를 제공받아 QoS 파라미터 생성에 필요한 정보를 확인한다. 즉. 상기 RTCP 판독기(204)는 상기 RTCP 제어 메시지 중 SR 메시지 또는 RR 메시지의 필드 값을 통해 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 확인한다.
상기 QoS 파라미터 생성기(206)는 상기 RTCP 판독기(204)로부터 제공되는 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성한다. 예를 들어, 상기 MAC 계층의 QoS 파라미터는 'Maximum Sustained Traffic Rate', 'Minimum Reserved Traffic Rate', 'Minimum Tolerable Traffic Rate', 'Tolerated Jitter', 'Maximum Latency', 'SDU size'이며, 상기 RTCP 제어 메시지를 통해 확인되는 QoS 파라미터와의 대응 관계는 하기 <표 2>와 같다.
RTCP 제어 메시지를 통해 확인되는 QoS 파라미터 MAC 계층의 QoS 파라미터
Data Rate Maximum Sustained Traffic Rate
Minimum Reserved Traffic Rate
Minimum Tolerable Traffic Rate
Interarrival Jitter Tolerated Jitter
RTT/2 Maximum Latency
Packet Size SDU size
즉, 상기 QoS 파라미터 생성기(206)는 RTCP 제어 메시지를 통해 확인된 'Data Rate'를 이용하여 상기 'Maximum Sustained Traffic Rate', 상기 'Minimum Reserved Traffic Rate', 상기 'Minimum Tolerable Traffic Rate'를 결정한다. 그리고, 상기 상기 QoS 파라미터 생성기(206)는 RTCP 제어 메시지를 통해 확인된 'Interarrival Jitter'를 이용하여 상기 'Tolerated Jitter'를 결정하고, 'RTT'를 2로 나누어 상기 'Maximum Latency'를 결정하고, 'Packet Size'를 이용하여 상기 'SDU Size'를 결정한다.
상기 스케줄러(208)는 상기 QoS 파라미터 생성기(206)으로부터 제공되는 QoS 파라미터를 이용하여 서비스 플로우를 생성하거나 또는 기 생성된 서비스 플로우를 수정한다. 그리고, 상기 스케줄러(208)은 QoS 파라미터에 따라 해당 트래픽 데이터를 송신하도록 제어한다. 상기 패킷 처리기(210)는 패킷들을 제공받아 MAC 헤더 삽입 및 오류 정정 부호 삽입 등 MAC 계층에서 필요한 처리를 수행한다. 이때, 상기 패킷 처리기(210)는 QoS 파라미터에 따라 해당 트래픽 데이터를 처리한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 통신 시스템에서 MAC 처리부 QoS 파라미터(Parameter) 생성 절차를 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 MAC 처리부는 301단계에서 상위 IP 계층으로부터 RTCP 제어 메시지가 입력되는지 확인한다. 상기 RTCP 제어 메시지는 포트 번호, IP 헤더 정보 등을 이용하여 확인된다.
상기 RTCP 제어 메시지가 입력되면, 상기 MAC 처리부는 303단계로 진행하여 상기 RTCP 제어 메시지를 통해 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 획득한다. 예를 들어, 상기 QoS 파라미터 획득을 위해 이용되는 RTCP 제어 메시지는 SR 메시지 또는 RR 메시지이다.
상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 획득한 후, 상기 MAC 처리부는 305단계로 진행하여 상기 획득된 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성한다. 예를 들어, RTCP 제어 메시지를 통해 획득된 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터와 상기 MAC 계층의 QoS 파라미터 간의 대응 관계는 상기 <표 2>와 같다.
이후, 상기 MAC 처리부는 307단계로 진행하여 상기 생성된 MAC 계층의 QoS 파라미터에 따라 서비스 플로우를 생성하거나 수정하고, 해당 트래픽 데이터를 처리한다.
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.
상술한 바와 같이, 통신 시스템에서 어플리케이션 계층의 QoS(Quality of Service) 파라미터(Parameter)를 이용하여 MAC(Media Access Control) 계층의 QoS 파라미터를 생성함으로써, 시스템은 통신망의 장애나 트래픽량 변화를 고려한 서비스 플로우를 생성할 수 있다.

Claims (20)

  1. 통신 시스템에서 MAC(Media Access Control) 계층 처리 장치에 있어서,
    상위 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 어플리케이션 계층의 QoS(Quality of Service) 정보를 포함하는 메시지를 분류하는 분류기와,
    상기 메시지를 통해 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터(Parameter)를 확인하는 판독기와,
    상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 메시지는, RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 제어 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 메시지는, SR(Sender Report) 메시지 또는 RR(Receiver Report) 메시지인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분류기는,
    상기 패킷들의 포트 번호(Port Number), IP 헤더(Header) 정보 등을 이용하여 메시지를 분류하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 판독기는,
    상기 메시지를 통해 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터인 'Data Rate', 'Interarrival Jitter', 'RTT(Round Trip Time)', 'Packet Size' 중 적어도 하나를 확인하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 생성기는,
    상기 'Data Rate'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Maximum Sustained Traffic Rate', 'Minimum Reserved Traffic Rate', 'Minimum Tolerable Traffic Rate' 중 적어도 하나를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 생성기는, 상기 'Interarrival Jitter'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Tolerated Jitter'를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 생성기는, 상기 'RTT'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Maximum Latency'를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 생성기는, 상기 'Packet Size'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'SDU size'를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터에 따라 해당 트래픽 데이터를 송신하도록 제어하는 스케줄러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 통신 시스템에서 MAC(Media Access Control) 계층 처리 방법에 있어서,
    상위 계층으로부터 입력되는 패킷들 중 어플리케이션 계층의 QoS(Quality of Service) 정보를 포함하는 메시지를 분류하는 과정과,
    상기 메시지를 통해 상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터(Parameter)를 확인하는 과정과,
    상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 메시지는, RTCP(Real-time Transport Control Protocol) 제어 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 메시지는, SR(Sender Report) 메시지 또는 RR(Receiver Report) 메시지인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 메시지는, 상기 패킷들의 포트 번호(Port Number), IP 헤더(Header) 정보 등을 이용하여 분류되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 11항에 있어서,
    상기 어플리케이션 계층의 QoS 파라미터는,
    'Data Rate', 'Interarrival Jitter', 'RTT(Round Trip Time)', 'Packet Size' 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정은,
    상기 'Data Rate'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Maximum Sustained Traffic Rate', 'Minimum Reserved Traffic Rate', 'Minimum Tolerable Traffic Rate' 중 적어도 하나를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정은,
    상기 'Interarrival Jitter'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Tolerated Jitter'를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정은,
    상기 'RTT'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'Maximum Latency'를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 15항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터를 생성하는 과정은,
    상기 'Packet Size'를 이용하여 MAC 계층의 QoS 파라미터인 'SDU size'를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 11항에 있어서,
    상기 MAC 계층의 QoS 파라미터에 따라 해당 트래픽 데이터를 송신하도록 처리하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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