KR20110016749A - 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치 - Google Patents

다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치 Download PDF

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KR20110016749A
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주식회사 케이티
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Abstract

본 발명은 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치에 관한 것으로서, 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송/수신하되, 수신측으로부터 주기적으로 궤환 전송되는 링크별 상태정보에 기초해 각 링크의 트래픽을 동적으로 조절함으로써, 트래픽의 효율적인 분산으로 대역폭 확장 효과를 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은, 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 데이터 분배 장치에 있어서, 전송 대상 패킷들을 링크별로 분배하여 다중 링크를 통해 전송하기 위한 다중 전송 수단; 및 링크별 송신 대역폭에 따라 상기 다중 전송 수단의 링크별 패킷 분배를 제어하기 위한 링크 제어 수단을 포함한다.
다중 접속 무선망, 다중 링크, 다중모드 단말, 링크 상태 정보, 대역폭, 시퀀스 번호, 패킷 재정렬

Description

다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치{APPARATUS FOR MULTI-LINK DATA DISTRIBUTION/CONCENTRATION TO AGGREGATE BANDWIDTH IN MULTI-CONNECTION WIRELESS NETWORK}
본 발명은 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송/수신하되, 수신측으로부터 주기적으로 궤환 전송되는 링크별 상태정보에 기초해 각 링크의 트래픽을 동적으로 조절함으로써, 트래픽의 효율적인 분산으로 대역폭 확장 효과를 제공할 수 있는, 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 3세대(3G) 이동통신, 와이브로(WiBro), 및 WLAN 등과 같은 다양한 무선 접속망의 등장으로 인하여, 동일한 영역에서도 둘 이상의 서로 다른 무선 통신망과 접속할 수 있는 다중 무선 통신망 환경이 구축되었다.
아울러, 둘 이상의 무선망으로의 접속이 모두 가능한 다중모드(Multi Mode) 단말기가 출시되기 시작함에 따라 통신 사업자는 다중 단말을 기반으로 각 무선 네트워크의 특성을 고려한 서비스를 제공하고 있다.
현재, 다중 무선 통신망 환경과 관련해서는 복수의 무선망 중에서 망 상태가 최적인 무선망을 접속대상 무선망으로 선택하는 기술에 초점이 맞추어져 있는데, 서비스 종류에 따라서는 접속 가능한 모든 무선망을 이용하는 방식, 즉 다중 링크를 이용하는 방식이 적합할 수 있다.
이와 관련하여, 다중 링크를 이용한 통신환경은 다음과 같은 장점이 예상될 수 있는데, 그 내용은 다음과 같다.
첫째, 두 개 이상의 특정 네트워크 또는 인터넷 서비스 제공자(ISP) 연결성 확보를 통하여 다양한 네트워크 오류 상황에 효과적으로 대처할 수 있기 때문에 향상된 서비스를 제공할 수 있다.
둘째, 다중 링크를 이용하여 접속을 유지하기 때문에, 단일 접속 환경보다 더욱 안정된 인터넷 접속 서비스를 제공 및 유지할 수 있다.
셋째, 다중 링크를 이용하여 정책적/경제적 목적에 따라서 인터넷 서비스를 선택하는 것이 가능하고, 또한, 링크를 유연하게 활용할 수 있다.
넷째, 부하 분산(Load Balancing) 기능을 제공함으로써, 트래픽을 다중 링크로 분산하여 효율적인 인터넷 서비스를 제공할 수 있다.
하지만, 상기와 같은 장점이 예상됨에도 불구하고, 다중 링크 통신 환경에서는 대역폭의 변동, 지연시간 변동 및 다중 링크 사용에 따른 데이터 손실 등이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 다중 링크 통신 환경에서는 링크 상태에 따라 대역폭을 동적으로 할당할 필요가 있고, 다중 링크를 통하여 수신된 패킷들의 순서를 확인하여 재정렬할 필요성이 요구된다.
따라서 본 발명은 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송/수신함에 있어서 트래픽의 효율적 분산을 통하여 대역폭 확장을 유도할 수 있는, 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 데이터 분배/집중 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 수신측으로부터 주기적으로 전송되는 링크 상태 정보에 기초해 링크별 송신 대역폭 또는 송신 대역폭 비율(가중치)을 동적으로 결정하여 링크별로 트래픽을 분산시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 다중 링크를 통하여 분산 전송된 데이터 패킷들을 패킷별로 부여된 시퀀스 번호를 이용하여 재정렬하는 것을 특징으로 한다.
더욱 구체적으로 본 발명은, 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 데이터 분배 장치에 있어서, 전송 대상 패킷들을 링크별로 분배하여 다중 링크를 통해 전송하기 위한 다중 전송 수단; 및 링크별 송신 대역폭에 따라 상기 다중 전송 수단의 링크별 패킷 분배를 제어하기 위한 링크 제어 수단을 포함한다.
또한, 본 발명은, 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 데이터 집중 장치에 있어서, 다중 링크를 통하여 분산 전송되는 데이터 패킷을 링크별로 수신하며, 상기 다중 링크의 링크별 상태 정보 또는 링크별 송신대역폭을 송신 측으로 궤환 전송하기 위한 다중 수신 수단; 및 상기 수신된 데이터 패킷들의 시퀀스 번호를 이용하여 패킷 재정렬을 수행하기 위한 집중 수단을 포함한다.
상기와 같은 발명은, 다중 링크를 이용해 송/수신측 간에 궤환 링크를 형성하여 링크 상태정보를 주기적으로 궤환할 수 있고, 링크 상태 정보를 기반으로 송신 대역폭 또는 대역폭 비율(가중치)을 동적으로 각 링크에 할당할 수 있으며, 또한 수신된 패킷을 신속하게 재정렬할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 수신측에서는 서로 다른 링크를 통하여 수신된 동일 플로우 중에서 최적 상태의 플로우를 선택하거나, 또는 하나의 플로우가 서로 다른 대역폭을 가진 링크를 통하여 분산되어 수신된 경우 플로우의 각 패킷을 빠르게 재정렬함으로써 대역폭을 확장하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 궤환된 링크 상태 정보를 통하여 링크의 오류 발생 여부를 판단할 수 있으며, 그 판단 결과, 다중 링크 중 어느 하나에 오류가 발생한 경우, 해당 링크를 통해서는 통신을 계속할 수 없더라도 오류가 없는 다른 링크를 통하여 통신을 유지할 수 있게 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 실시간 통신이나 대용량 통신의 패킷 손실을 감소시킬 수 있으며, 또한 통신 혼잡으로 인한 전송 지연을 경감시키고 보다 신뢰성 있는 실시간 통신을 제공할 수 있는 효과가 있다. 특히, 이동 통신에서는 이동 노드가 통신 중에 인터페이스를 변경할 수 있는데, 이러한 경우에도 바이캐스팅(bi-casting)에 의해 패킷 손실을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 다중 링크를 이용한 통신환경의 일반적인 장점, 즉 다양한 네트워크 오류 상황에의 효과적인 대처, 안정된 인터넷 접속 서비스 제공/유지, 다양한 목적에 따른 인터넷 서비스 선택 가능, 링크의 유연한 활용, 트래픽의 분산에 의한 효율적인 인터넷 서비스 제공 등을 그대로 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 다중 링크를 통하여 데이터 플로우를 전송함에 있어서, 트래픽 상황에 따라 특정 링크를 통한 전송을 중단하고 다른 링크를 통하여 전송하는 스위칭 방식을 수행함으로써 다중 링크를 이용한 수직 핸드오프를 유도할 수 있는 효과가 있다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 링크를 이용하여 통신하기 위한 다중 접속 무선망의 구성도로서, 코어 망에 해당하는 IP 네트워크(100)와 네트워크 또는 ISP(110)는 유선으로 연결되고, 네트워크 또는 ISP(110)와 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 무선으로 연결되며, 그리고 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)와 단말(14)도 무선으로 연결됨을 나타낸다. 여기서, 네트워크 또는 ISP(110)은 Wibro 망, HSPDA 망 등과 같이 다중 접속 무선망이다. 예를 들어, 네트워크 1은 Wibro 망, 네트워크 2는 HSPDA 망이 될 수 있다.
IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 다양한 네트워크 또는 인터넷 서비스 제공자(ISP)(110)를 통하여 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)와 연결된다. 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 다중 인터페이스를 가지는데, 이는 상향 인터페이스(121)와 하향 인터페이스(122)로 나뉜다.
IP 네트워크(100)에 위치한 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 대응노드(Corresponding Node)(도면에는 도시되지 않음)와 연결되고 다수 네트워크 또는 ISP(110)를 통하여 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 상향 인터페이스(121)와 연결된다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 상향 인터페이스(121)는 네트워크 또는 ISP(110)와 연결되며, 유선 또는 무선 인터페이스가 될 수 있다. 하향 인터페이스(122)는 단일 또는 다수 단말(14)과 유선 또는 무선 인터페이스를 통하여 연결된다. 여기서, 단말에는 컴퓨터, 카메라, PDA 등과 같이 유/무선 인터페이스를 제공하는 다양한 종류의 장치로서, 복수의 무선 접속망에 접속할 수 있는 다중모드 단말이 해당된다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 이동 노드에 대하여 서비스하는 경우 이동 노드의 등록 정보를 가지고 있으며, 외부 망에 있는 이동 노드의 현재 위치로 데이터 그램을 전송해 주는 역할을 수행한다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 단말(14)이 이동성을 지원하지 않는 인터페이스를 통하여 연결되었을 경우, 상향 인터페이스(121)를 통하여 이동성을 지원하는 네트워크에 접속하고, 단말(14)과 함께 이동하면서 단말(14)에 이동성을 지원하는 것으로서, 일종의 모바일 라우터에 해당된다. 여기서, 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 실시예에 따라 단말(14)의 일부 기능으로 구현할 수도 있다.
요컨대, 하향 전송의 경우 IP 네트워크(100) 측에 위치한 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 다중링크 데이터 분배 장치로 동작하고 단말(14) 측에 위치한 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 다중링크 데이터 집중 장치로 동작하며, 상향 전송의 경우에는 반대로 동작한다.
단말(14)은 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 상향 인터페이스(121)를 통해 여러 네트워크 또는 ISP(110)을 경유하여 IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데 이터 분배/집중 장치(10)와 접속되기 때문에 네트워크 접속 서비스의 가용성 및 안정성을 높일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 링크를 이용한 데이터 플로우별 링크 할당 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
하향 전송의 경우, 대응노드(Corresponding Node)(도 3에는 도시되지 않음), IP 네트워크(100), 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10), 네트워크 또는 ISP(110), 상향 인터페이스(121), 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12), 하향인터페이스(122), 단말(14) 순으로 링크가 형성된다. 상향 전송의 경우에는 역순이 된다.
IP 네트워크(100)의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)에서 송신한 각 플로우(데이터 플로우)가 서로 다른 네트워크 또는 ISP(110)를 경유하여 다중 상향 인터페이스(121)를 가진 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)를 거쳐 단말(14)로 전송된다. 따라서, 각 플로우(20)는 소스에서 목적지까지 동일 링크를 이용하기 때문에, 패킷 손실이 발생하지 않는 한 각 플로우에 따른 패킷 순서번호는 바뀌지 않는다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 상향 인터페이스에 따른 각 링크(20)에 대한 상태 정보를 수집하고 IP 네트워크(100)에 있는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)로 전송한다.
그러면, 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 궤환 전송된 링크 상태 정보를 바탕으로 다중 링크 상에 트래픽을 균등하게 분산함으로써 특정 상향 인터페이 스(121)로 너무 많은 트래픽이 집중되거나, 너무 적어 링크 리소스가 낭비되지 않도록 할 수 있다.
또한, 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 궤환 전송된 상태 정보를 바탕으로 링크의 오류 발생 여부를 판단하고, 그 판단 결과, 상향 인터페이스(121)와 형성된 다중 링크(20) 중 어느 하나(또는 하나 이상)에 오류가 발생하여 해당 링크를 통해 통신을 계속할 수 없으면, 오류가 없는 다른 링크를 통하여 통신을 유지하게 한다.
이를 통하여 실시간 통신이나 대용량 통신의 패킷 손실을 감소시킬 수 있으며, 또한 통신 혼잡으로 인한 전송 지연을 경감시키고 보다 신뢰성 있는 실시간 통신을 제공할 수 있다. 특히, 이동 통신에서는 이동 노드가 통신 중에 인터페이스를 변경할 수 있는데, 이러한 경우에도 바이캐스팅(bi-casting)에 의해 패킷 손실을 감소시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 전송/수신 방법에 대한 일실시예 설명도이다.
하향 전송에서 링크는 대응노드(Corresponding Node)(단말(14)과 통신하는 노드로서, 도 3에는 도시되지 않음), IP 네트워크(100), 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10), 네트워크 또는 ISP(110), 상향 인터페이스(121), 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12), 하향인터페이스(122), 단말(14) 순으로 형성된다. 상향 전송의 경우는 역순이 된다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 수신 측에서 궤환되는 각 링크 상태 정보를 기반으로 플로우의 패킷들을 각 링크에 분배한다. 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 다수 상향 인터페이스(121, 31)를 통하여 입력된 동일 플로우의 패킷들을 모아(32) 고속으로 데이터를 처리할 수 있는 한 개의 논리적 인터페이스(33)를 통하여 하향 인터페이스(122)에 연결된 단말(14)로 집중시킨다. 한편, 상향 전송의 경우에는 상기와 같은 "집중 기능"을 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)가 담당한다.
이후, 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 상향 인터페이스(121)에 따른 각 링크에 대한 상태 정보를 수집하고 IP 네트워크(100)에 있는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)로 궤환 전송한다. 그러면, 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 궤환된 상태 정보를 바탕으로 각 링크의 송신 대역폭 또는 가중치(Weight value)(링크별 대역폭 비율)를 결정하고 이에 따라 플로우의 패킷들을 링크에 분배한다. 이때, 각 링크의 상태 정보는 여러 링크 중에 선택된 어느 하나의 링크를 통하여, 또는 각각의 링크를 통하여 전달될 수 있다. 궤환된 링크 상태 정보는 각 링크 상의 수신 패킷 수, 손실된 패킷 수, 지연 시간 변동, 대역폭 변동 등을 고려한 정보들이다.
다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 패킷 재정렬을 수행해야 하는데, 이는 패킷이 전송 중에 손실되거나, 또는 하나의 플로우에 따른 패킷이 서로 다른 링크를 통하여 전달되어, 수신 시 패킷의 시퀀스 번호가 맞지 않을 수 있기 때문이다.
전술한 바와 같이 두 개 이상의 물리적 인터페이스(121)를 하나의 논리적 인터페이스(33)로 집중화시키는 기술을 통하여 인터페이스 대역폭의 확장 개념 및 인터페이스의 이중화뿐만 아니라 네트워크를 이중화시킬 수도 있다. 이로 인하여, 하나의 인터페이스로 제공할 수 있는 대역폭보다 넓은 대역폭이 요구되는 경우에 대하여 대역폭을 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 하향 전송에 있어서의 다중링크 데이터 분배/집중 장치의 데이터 전송/수신 방법에 대한 일실시예 설명도로서, IP 네트워크 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)의 데이터 패킷 전송 과정(다중링크 데이터 분배 과정)과, 단말(14)과 연결되는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 데이터 패킷 수신 과정(다중링크 데이터 집중 과정)을 나타낸다.
본 발명에 대한 데이터 패킷 전송/수신 과정을 전반적으로 설명하면, 다중 링크를 이용한 통신환경에서, 수신측에서 송신측으로 궤환링크를 형성하여 주기적으로 링크 상태 정보(링크별 상태정보)를 송신하면, 그에 따라 송신측에서는 궤환 정보(링크별 상태정보)를 기반으로 동적으로 각 링크의 대역폭/대역폭 비율(가중치)을 할당/조절한다. 또한, 전송 과정에서 일부 패킷이 유실된 경우나 각 플로우의 패킷들을 각 링크의 결정된 대역폭 또는 가중치에 따라 분산하여 전송하는 경우, 수신측에서는 시퀀스 번호와 타이머를 이용하여 데이터 플로우별 패킷 순서를 빠르게 재정렬한다.
이와 같이 다중링크를 이용하여 패킷 전송(분배)/수신(집중)을 수행하기 위 한 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10, 12)의 구체적인 구성에 대하여 설명하면 다음과 같다.
도 4에서 IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)와, 단말(14)과 연결되는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 동일한 기능을 수행하기 때문에 양방향 대칭적인 형태를 갖는다. 따라서, 이하에서는 단말(14)에서 데이터 패킷을 수신하는 "하향 전송"의 경우만을 고려하여 설명하기로 한다. 하향 전송의 경우, "10"의 다중링크 데이터 분배/집중 장치는 "다중링크 데이터 분배 장치"(40)로 동작하고, "12"의 다중링크 데이터 분배/집중 장치는 "다중링크 데이터 집중 장치"(41)로 동작하는 바, 실제의 기능(분배 또는 집중)에 맞게 장치의 명칭을 한정하여 사용하기로 한다.
먼저, IP 네트워크(100)의 다중링크 데이터 분배 장치(40)를 설명하면, 다중링크 데이터 분배 장치(40)는 도면에 도시된 바와 같이, 다중 전송부(400), 상태정보 수집부(403), 및 링크 제어기(404)를 포함하여 이루어진다. 이하, 각각의 구성요소에 대하여 설명하면, 다음과 같다.
다중 전송부(400)는 IP 네트워크(100)로부터 수신된 데이터 패킷을 링크별로 분배하여 다중 링크를 통하여 수신측으로 전송하는 것으로서, 분배기(401)와, 복수의 큐(Q1, Q2, ..., Qn)를 가지는 전송부(402)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 분배기(401)는 IP 네트워크(100)로부터 수신된 데이터 패킷들을 링크 제어기(404)의 제어에 따라 복수의 큐(402 참조)에 분배한다. 또한, 다중 전송부(400)는 데이터 플로우마다 서로 다른 링크를 통하여 전송하거나, 또는 동일한 데이터 플로우를 복수의 다중 링크를 이용하여 분산 전송한다.
상태정보 수집부(403)는 링크제어기(404)가 링크를 제어할 수 있도록 링크별 상태 정보를 수집하여 상태 테이블로 저장/관리하며, 링크 제어기(404)는 수신측(41)과의 링크상태에 따라 링크를 제어한다. 즉, 링크 제어기(404)는 상태정보 수집부(403)가 수집한 링크별 상태정보에 기초하여 링크별 송신 대역폭(링크별 절대 송신대역폭 또는 링크별 송신대역폭 비율(가중치))를 결정하고 그 결정된 링크별 송신 대역폭에 따라 다중 전송부(400)에서의 링크별 패킷 분배 및 패킷 전송 등을 제어한다. 실시예에 따라서는 수신측(특히, 다중 수신부)가 링크별 상태정보에 기초하여 링크별 송신 대역폭(링크별 절대 송신대역폭 또는 링크별 송신대역폭 비율(가중치))을 결정하여 궤환 전송해주면, 그에 따라 다중 전송부(400)에서의 링크별 패킷 분배 및 패킷 전송 등을 제어할 수도 있다.
다음으로, 단말(14)과 연결된 다중링크 데이터 집중 장치(41)를 설명하면, 다중링크 데이터 집중 장치(41)는, 도면에 도시된 바와 같이, 다중 수신부(410), 집중기(413), 및 전송부(414)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 다중 수신부(410)는 다중 링크를 통하여 수신되는 데이터 패킷을 링크별로 수신하고 링크별 상태정보를 획득하여 송신측으로 궤환 전송하는 것으로서, 다중 링크를 통하여 전송되는 데이터 패킷을 링크별로 수신하는 수신부(도면에 미도시됨), 각 상향 인터페이스(121)로부터 수신된 트래픽을 저장하는 복수의 큐(Q1, Q2, ..., Qn)(411), 및 링크별 상 태 정보를 획득하여 송신측으로 궤환 전송하는 궤환부(412a 내지 412n)를 포함한다. 도 4에서는 궤환부가 링크별로 독립적으로 존재하여 해당 링크의 상태정보를 획득하여 궤환 전송하는 것으로 구성되어 있으나, 실시예에 따라서는 하나의 궤환부가 모든 링크의 상태정보를 획득하여 하나의 궤환 링크를 통하여 송신측(40)으로 전송할 수도 있다. 그리고, 궤환부는 링크별 상태 정보를 송신특으로 궤환 전송할 수도 있지만, 실시예에 따라서는 링크별 상태 정보, 왕복시간 등을 이용해 링크별 송신 대역폭(링크별 절대 송신대역폭 또는 링크별 송신대역폭 비율(가중치))을 결정하여 송신측으로 전송할 수도 있다.
집중기(413)는 복수의 큐(411)에 분산 저장된 데이터 패킷들을 순서에 맞게 재정렬한 후, 전송부(414)를 통하여 단말로 전송한다. 여기서, 전송부(414)는 집중기(413)에 의하여 재정렬된 트래픽을 외부로 출력(전송)하기 위한 것으로서, 도면에 도시된 바와 같이 큐를 포함하여 이루어진다.
이하, 도 4에 따라 데이터 패킷 전송(분배)/수신(집중) 과정을 상세히 설명하기로 한다.
IP 네트워크(100)를 통하여 다중링크 데이터 분배 장치(40)에 수신된 트래픽은 분배기(401)에 의하여 각 큐(402 참조)에 분배된다. 이때, 링크제어기(404)의 제어를 통하여 큐(402 참조)에 있는 트래픽은 링크 상태에 따라서 하향 전송이 된다.
그에 따라, 다중링크 데이터 집중 장치(41)에 수신된 트래픽은 일단 큐(411)에 저장되고, 집중기(413)에 의해서 재정렬된 후, 재정렬된 트래픽은 큐(414 참조) 를 통하여 단말(14)로 하향 전송된다.
단말(14)과 연결된 다중링크 데이터 집중 장치(41)는 다중 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 다중 링크 각각에 대한 상태 정보(링크별 상태정보)를 IP 네트워크(100)의 다중링크 데이터 분배 장치(40)로 궤환시킨다. 이를 위하여 궤환 링크(420a, 420b, ... , 420n)가 구성되며, 링크 상태 정보는 각 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 다중 링크 각각의 수신된 트래픽 량, 손실된 트래픽 량, 지연 시간 변동, 대역폭 변동 등을 포함한다.
단말(14)과 연결된 집중기(413)는 다중 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크에 할당된 각 플로우를 분석하여 동일 단말(14)로 전송되어야 할 플로우인 경우에는 해당 단말(14)로 전송하고, 하나의 플로우의 패킷들이 다중 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크 통하여 분산되어 수신되는 경우에는 플로우의 패킷 순서를 재정렬한다.
또한, 집중기(413)는 통신 중인 링크 상에 문제가 생겨 통신을 계속하지 못하는 경우, 다른 링크를 통하여 통신 경로를 변경하는 경우, 패킷이 손실되는 경우 등에 있어서는 패킷 순서를 빠르게 처리한다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 링크를 이용한 통신망에서의 궤환 링크에 대한 일실시예 설명도로서, 하향 전송의 경우에 있어서의 궤환 링크와 그를 이용한 링크 상태 정보(또는 링크별 송신 대역폭 등)를 송신측(40)으로 궤환 전송하는 과정을 나타낸다. 도 5에서 다중링크 데이터 분배 장치(40), 다중링크 데이터 집중 장 치(41)의 구성 및 그 동작은 도 4에서 설명한 바와 같다. 다만, 도 5에서는 상태정보 수집부(403) 및 링크 제어기(404)를 링크별로 분리하여 도시하였으나, 이는 단순한 실시예의 차이에 불과하다.
IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)와, 단말(14)과 연결되는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 동일한 기능을 수행하기 때문에 양방향 대칭적인 형태를 갖는다. 도 5에서는 "하향 전송"을 고려하는 바, IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배 장치(40)를 송신측으로, 단말(14)과 연결되는 다중링크 데이터 집중 장치(41)를 수신측으로 취급하여 설명하기로 한다.
수신측은 주기적으로 송신측으로 각 상향 인터페이스(121)에 따른 각 링크의 상태 정보를 궤환 링크(420a, 420b, ... , 420n)를 통하여 주기적으로 송신한다. 그러면, 송신측에서는 궤환 정보에 대한 응답 정보를 응답 링크(500a, 500b, ..., 500n)를 통하여 수신측으로 송신하는데, 이로 인하여 수신측은 전달 링크의 왕복시간(round-trip time)을 알 수 있다.
상기와 같은 구성을 통하여, 송신측 또는 수신측에서는 다음과 같은 다양한 방식에 의하여 "링크별 송신 대역폭"을 결정할 수 있다.
[방식 1]은 "송신측"이 수신측으로부터 수신한 정보를 이용하여 최적의 대역폭을 결정하는 방식으로서, 더욱 상세하게는, 수신측 다중링크 데이터 집중 장치(41)가 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크의 상태 정보를 송신측에 전달하면, "송신측"이 상기 궤환된 링크 상태 정보와 큐(402)에 축적된 데이터량을 기반으로 각 인터페이스별(121)로 형성된 링크별 최적의 대역폭을 결정한다.
[방식 2]는 "수신측"이 각 링크의 상태 정보를 이용하여 링크별 최적 송신 대역폭을 결정하고 그 결정된 송신 대역폭을 송신측으로 전달하는 방식으로서, 더욱 상세하게는, 수신측이 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크의 상태 정보를 기반으로 하여 각 링크의 최적의 대역폭을 결정하여 송신 측에 궤환 정보로 전달하는 것이다. 그러면, 송신측에서는 그 궤환 정보(대역폭 정보)를 상향 인터페이스(121)의 각 링크에 적용하기만 하면 된다.
[방식 3]은 "송신측" 또는 "수신측"이 왕복(round-trip) 시간을 이용하여 대역폭을 결정하는 방식이다. 송신측은 응답 링크(500a, 500b, ..., 500n)를 통하여 응답 정보(궤환 정보에 대한 응답 정보)를 수신측으로 송신하는데, 그러면 이를 기반으로 수신측은 전달 링크의 왕복 시간(round-trip time) 지연을 알 수 있도록 할 수 있다. 수신측이 궤환 링크(420a, 420b, ... , 420n)를 통하여 궤환되는 링크 정보에 왕복 시간(round-trip time)을 부가적으로 전달하면, 송신측은 이를 기반으로 대역폭을 계산할 수 있다. 또는 실시예에 따라서, 수신측이 왕복 시간 정보를 고려하여 대역폭을 결정하고, 이를 송신측으로 전달할 수도 있다.
상기 [방식 1] 내지 [방식 3]의 세 가지 방식에서 사용되는 링크별 상태 정보는, 실시예에 따라서, (1)수신된 트래픽 량, 손실된 트래픽 량, 지연 시간 변동, 대역폭 변동 등을 기초로 결정되는 상태 정보, 또는 (2)수신된 무선신호의 세기, 무선 신호의 품질(신호대 잡음비), 심벌 오류 수 등을 기초로 결정되는 상태 정보이다.
한편, 송신측 또는 수신측에서는 링크별 상태 정보를 이용하여 아래의 [방식 A] 내지 [방식 C]에 따라 "송신 대역폭 비율(가중치)"을 결정할 수 있으며, 그 구체적인 내용은 다음과 같다.
[방식 A]는 "송신측"이 수신측으로부터 수신한 정보를 이용하여 송신 대역폭 비율(가중치)을 결정하는 방식으로서, 더욱 상세하게는, 수신측 다중링크 데이터 집중 장치(41)가 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크의 상태 정보를 송신측에 전달하면, "송신측"이 상기 궤환된 링크 상태 정보와 큐(402)에 축적된 데이터량을 기반으로 각 인터페이스별(121)로 형성된 링크별 최적의 송신 대역폭의 비율(가중치)을 결정한다.
[방식 B]는 "수신측"이 각 링크의 상태 정보를 이용하여 최적의 송신 대역폭의 비율(가중치)을 결정하고 그 결정된 최적의 송신 대역폭의 비율(가중치)을 송신측으로 전달하는 방식으로서, 더욱 상세하게는, 수신측이 상향 인터페이스(121)에 따라 형성된 각 링크의 상태 정보를 기반으로 하여 각 링크의 송신 대역폭 비율(가중치)을 결정하여 송신 측에 궤환 정보로 전달하는 것이다. 그러면, 송신측에서는 그 궤환 정보(송신 대역폭의 비율)를 상향 인터페이스(121)의 각 링크에 적용하기만 하면 된다.
[방식 C]는 "송신측" 또는 "수신측"이 왕복 시간(round-trip time)을 이용하여 송신 대역폭 비율(가중치)을 결정하는 방식이다. 송신측은 응답 링크(500a, 500b, ..., 500n)를 통하여 응답 정보(궤환 정보에 대한 응답 정보)를 수신측으로 송신하는데, 그러면 이를 기반으로 수신측은 전달 링크의 왕복 시간(round-trip time) 지연을 알 수 있도록 할 수 있다. 수신측이 궤환 링크(420a, 420b, ... , 420n)를 통하여 궤환되는 링크 정보에 왕복 시간(round-trip time)을 부가적으로 전달하면, 송신측은 이를 기반으로 송신 대역폭 비율(가중치)을 계산할 수 있다. 또는 실시예에 따라서, 수신측이 왕복 시간(round-trip time) 정보를 고려하여 송신 대역폭 비율(가중치)을 결정하고, 이를 송신측으로 전달할 수도 있다.
상기 [방식 A] 내지 [방식 C]의 세 가지 방식에서 사용되는 각 링크의 상태 정보는, 실시예에 따라서, (1)수신된 트래픽 량, 손실된 트래픽 량, 지연 시간 변동, 대역폭 변동 등을 기초로 결정되는 상태 정보, 또는 (2)수신된 무선신호의 세기, 무선 신호의 품질(신호대 잡음비), 심벌 오류 수 등을 기초로 결정되는 상태 정보이다.
요컨대, [방식 1] 내지 [방식 3]은 링크별 대역폭과 관련하여 "절대적인 값"을 구하는 방식이고, [방식 A] 내지 [방식 C]는 링크별 대역폭과 관련하여 "상대적인 값"을 구하는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 다중링크 데이터 분배/집중 장치의 데이터 전송 과정에서 부가되는 인캡슐 헤더의 일실시예 구성도로서, 더욱 상세하게는 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10, 12)가 "다중링크 데이터 분배 장치"로 동작할 경우에 다중 전송부(400)에서 수행되는 다중 링크 데이터 전송(분배) 과정에서 부가되는 인캡슐 헤더의 구조를 나타낸다.
IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)와, 단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 트래픽을 송신(하향 전송 또는 상향 전송)하기 위해서, 전송 대상이 되는 IP 데이터(60)에 인캡슐 헤더(62)를 부가(첨가)한다.
인캡슐 헤더(621)에는 IP주소(송신지 IP주소, 수신지 IP주소), 시퀀스 번호(SN)가 포함되는데, 각각에 대하여 설명하기로 한다.
IP주소(621)는 하향 전송인지, 상향 전송인지에 따라 차이가 난다. 하향 전송의 경우, 송신지 IP주소는 IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)의 주소이고, 수신지 IP주소는 단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 상향 인터페이스(121)별 주소이다. 이와 반대로, 상향 전송의 경우에는, 송신지 IP주소는 단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 상향 인터페이스(121)별 주소이고, 수신자 IP주소는 IP 네트워크(100) 내의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)의 주소이다.
한편, 시퀀스 번호(SN)(622)는 수신측에서 수신된 패킷을 재정렬할 수 있도록 하기 위해서 포함되는 패킷의 고유 일련 번호로서, 패킷 단위로 부여되는 번호이다.
도 7은 본 발명에 따른 다중링크 데이터 집중 장치의 일실시예 구성도이다.
하향 전송의 경우, 단말(14) 측의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 다중링크 데이터 집중 장치(41)로 동작하며, 그 구체적인 구성으로는 다중 수신부(410), 집중기(413), 및 전송부(414)를 포함하여 이루어진다. 이러한 다중링크 데이터 집중 장치(41)의 구체적인 동작/기능은 이미 도 4, 도 5에서 설명한 바와 같다.
특히, 다중링크 데이터 집중 장치(41)는 다중의 상향 인터페이스 별로 큐(Q1, Q2, ..., Qn)(411)를 가지고 있으며, 또한 하향 인터페이스(122)에 따른 큐(414 참조)도 가지고 있다.
단말(14)과 연결된 다중링크 데이터 집중 장치(41)의 다중 상향 인터페이스(121)에 따른 링크를 통하여 수신된 패킷은 해당 큐(411)에 저장된다. 동일 링크를 통하여 전송되는 패킷의 시퀀스 번호(SN)는 바꾸지 않으며, 해당되는 큐(411)에 저장된다.
큐(411)에 저장된 패킷들은 집중기(413)에서 시퀀스 번호(SN)를 통하여 플로우 단위로 빠르게 재정렬되어 단말(14)로 전달된다.
단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 집중 장치(41)는 각 링크마다 궤환 링크(420a, 420b, ..., 420n)를 구성하고, 링크 상태, 트래픽 양, 지연시간, 대역폭 등을 고려한 상태정보를 IP 네트워크(100)상의 다중링크 데이터 분배 장치(40)에 전송한다.
한편, 상향 전송의 경우에는, 단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)의 역할과 IP 네트워크(100)상의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)의 역할이 하향 전송의 경우와 반대가 된다. 즉, 단말(14)이 연결된 다중링크 데이터 분배/집중 장치(12)는 "다중링크 데이터 분배 장치"로 동작하고, IP 네트워크(100)상의 다중링크 데이터 분배/집중 장치(10)는 "다중링크 데이터 집중 장치"로 동작 한다.
도 8은 본 발명에 따른 도 7의 집중기의 일실시예 상세구성도로서, 다중 링크를 이용한 통신망에서의 수신과정에서 수행되는 패킷 재정렬 과정을 나타낸다.
단말(14)과 연결된 다중링크 데이터 집중 장치(41)의 집중기(413)는, 도면에 도시된 바와 같이, 다중화기(81), 재정렬부(82), 타이머(83), 및 LS카운터(84)를 포함하여 이루어진다.
큐(411)로부터 수신된 패킷은 다중화기(81)로 입력되고, 패킷 헤더(62)의 시퀀스 번호(SN)는 재정렬부(82)로 입력된다. 그러면, 재정렬부(82)는 큐(411)로부터 입력된 시퀀스 번호(SN)를 LS 카운터(84)에 있는 기준 시퀀스 번호(LS: Sequence of Last Serviced Packet)와 비교하여 해당 패킷의 재정렬 여부를 결정하고, 그에 따라 패킷 재정렬을 수행한다.
다중화기(81)는 재정렬부(82)를 통하여 정상적으로 처리된 패킷(재정렬된 패킷)을 큐(414)로 전송한다.
타이머(83)는 적합한 시퀀스 번호(SN)가 큐(411)에 없는 경우에 동작하여, 일정시간 동안 적합한 시퀀스 번호(SN)의 패킷을 기다리게 하는 시간(대기 시간)을 재정렬부(82)에 제공한다. LS카운터(84)는 재정렬된 패킷의 최소 시퀀스 번호(SN)를 저장한다. 즉, 타이머(83)는 큐(411)에 있는 패킷 헤더의 가장 작은 시퀀스 번호가 LS 카운터(84)에 있는 값보다 크고 더 이상 큐(411)에 패킷이 없을 때, 구동된다. 타이머(83)는 구동 조건에 의하여 구동되면 타임완료될 때까지 수신되는 패 킷의 시퀀스 번호와 LS 카운터(84)에 있는 기준 시퀀스 번호를 비교하여 재정렬 여부를 결정한다.
도 9는 본 발명에 따른 도 8의 재정렬부(82)에서의 패킷 재정렬 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
동일 링크 내에서는 패킷의 순서가 바꾸지 않으며, 인터페이스별 큐(411)에 수신된 패킷들이 저장되어 재정렬을 위해서 대기하고 있다.
큐(411) 상에 있는 패킷들의 시퀀스 번호(SN)들 중 가장 작은 값(큐상의 최소 SN 값)을 (LS 카운터 값 + 1)(간단히, "LS+1"이라 할 수 있음)과 비교하여 패킷의 시퀀스 번호가 (LS 카운터 값 + 1) 이하인지를 확인한다(900).
확인(900) 결과, 조건이 맞으면(가장 작은 SN 값이 "LS+1" 이하이면), 해당 패킷을 전송하고 LS 카운터(84)의 값을 전송된 패킷의 시퀀스 번호로 대체(갱신)한다(908). 해당 조건이 맞지 않으면 시퀀스 번호(SN)가 (LS 카운터 값 + 1)보다 큰지를 확인한다(902).
확인(902) 결과, 조건이 맞으면(가장 작은 SN 값이 "LS+1"보다 크면), 해당 패킷이 저장되어 있는 큐가 비어 있는지를 검사하고(906), 그렇지 않으면 해당 패킷은 삭제 또는 무시하고 초기 절차로 돌아 간다(904).
검사(906) 결과, 해당 큐가 비어 있지 않으면 해당 패킷을 전송하고 LS카운터(84)의 값을 전송된 패킷의 시퀀스 번호로 대체하고(908), 해당 큐가 비어 있으면 타이머(83)를 구동시킨다(910).
타이머(83)가 동작하는 동안에 새로 입력되는 패킷들의 시퀀스 번호들 중 가장 작은 것이 (LS 카운터 값 + 1)이하인지를 확인한다(912).
확인(912) 결과, 해당 조건이 맞으면 타이머(83)의 동작을 중지하고(914), 해당 패킷을 전송하고 LS 카운터(84)의 값을 전송된 패킷의 시퀀스 번호로 대체한다(908). 이와 달리, 조건이 맞지 않으면, 타이머(83)가 종료되었는지 확인한다(916).
타이머 종료 확인(916) 결과, 타이머(83)가 종료되지 않았으면 새로 입력되는 패킷들의 시퀀스 번호들 중에서 가장 작은 것이 (LS 카운터 값 + 1)이하인지를 확인하는 과정(912)을 수행하고, 타이머(83)가 종료되었으면 큐(414)에 가장 작은 시퀀스번호를 가진 패킷을 전송하고, 그 전송 패킷의 시퀀스 번호(SN)를 LS 카운터(84) 값으로 한다(918).
상기와 같은 방법으로 기존 방법보다 패킷을 빠르게 재정렬할 수 있다.
이하, 구체적 예를 들어 도 9를 설명하기로 한다.
현재 무선대역폭 확장을 위해 연결된 2개의 링크가 WiBro 링크(링크 1)와 HSDPA 링크(링크 2)라 하고, 송신 측에서의 대역폭 할당 비율(가중치)을 링크1:링크2 = 3:2이라 가정한다.
그러면, 링크 1, 링크 2에 대한 저장소를 각각 큐 1(Q1), 큐 2(Q2)(411)라 할 때, 패킷 손실 등이 없는 정상적인 경우(에는 큐 1(Q1)에는 패킷 1, 2, 3, 6, 7, 8, 11 순서대로 수신되어 저장되고, 큐 2(Q2)에는 패킷 4, 5, 9, 10 순서대로 수신 되어 저장되어야 하는데, 패킷 손실이 발생하여 패킷 5, 10이 수신되지 않았다고 가정하기로 한다. 그리고, LS 카운터(84)는 초기 값으로 "1"을 가지고 있다고 가정한다.
재정렬 알고리즘이 구동되는 재정렬부(82)는 각 큐들(411)의 최근 패킷의 SN 값을 한꺼번에 볼 수 있으며, 아래와 같은 과정을 통하여 재정렬을 수행한다.
LS 초기값이 "1"이고 재정렬부(82)가 큐 1(Q1)의 패킷 1과 큐 2(Q2)의 패킷 4를 동시에 모니터링 하고 있는 경우, 재정렬부(82)는 각 큐의 최근 SN값 중 최소 SN 값("1")과 (LS+1)을 비교하여(900) 패킷 1을 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "1"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "1"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 2과 큐 2(Q2)의 패킷 4를 동시에 모니터링하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 2를 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "2"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "2"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 3과 큐 2(Q2)의 패킷 4를 동시에 모니터링하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 3을 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "3"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "3"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 6과 큐 2(Q2)의 패킷 4를 동시에 모니터링하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 4를 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "4"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "4"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 6과 큐 2(Q2)의 패킷 9(패킷 5가 손실되었기 때문)를 동시에 모니터링 하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900, 902) 및 큐 공백 확인 과정(906)을 통하여 패킷 6을 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "6"으로 갱신한다(908). 이때, 상위 계층의 전송 제어 프로토콜(TCP)은 순서대로 패킷이 전송되지 않음(패킷 5 손실)을 인지하고 고속 재전송(fast retransmit) 과정을 수행하여 송신측에 패킷을 요청하여 전송받는다.
다음으로, LS 값이 "6"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 7과 큐 2(Q2)의 패킷 9를 동시에 모니터링 하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 7을 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "7"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "7"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 8과 큐 2(Q2)의 패킷 9를 동시에 모니터링 하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 8을 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "8"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "8"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 11과 큐 2(Q2)의 패킷 9를 동시에 모니터링 하고 있으며, 그에 따라 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900)을 통하여 패킷 9를 큐(414)로 전송하고 LS 값을 "9"로 갱신한다(908).
다음으로, LS 값이 "9"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 큐 1(Q1)의 패킷 11을 모니터링하고 있으며, 큐 2(Q2)는 비어있는 상태이고 패킷 10은 손실된 상태인 경우, 재정렬부(82)는 최소 SN값과 (LS+1)의 비교 과정(900, 902) 및 큐 공백 확인 과정(906)을 통하여 타이머(83)를 구동한다(910).
타이머(83) 동작 중에(대기 시간 동안) 큐에 저장되는 패킷들의 SN값들을 보면서, 순서에 맞는 패킷이 도착했는지를 계속하여 확인한다(912). 확인 결과, 해당 패킷(패킷 10)이 도착했으면 타이머(83)를 중지하고(914) 그 도착된 패킷 10을 전송하고 LS 값을 갱신한다(908).
확인 결과(912), 타이머(83)가 종료할 때까지 순서에 적합한 패킷(패킷 10)이 도착하지 않으면, 현재 큐 상에서 최소 SN 값을 가진 패킷(패킷 11)을 전송하고 그 전송된 패킷의 SN 값으로 LS 값을 갱신한다(918). 이때, 이때, 상위 계층의 전송 제어 프로토콜(TCP)은 순서대로 패킷이 전송되지 않음(패킷 10 손실)을 인지하고 고속 재전송(fast retransmit) 과정을 수행하여 송신측에 패킷을 요청하여 전송받는다.
이후, LS 값이 "9"로 갱신된 상황에서 재정렬부(82)는 수신된 패킷을 기준으 로 다시 위의 과정을 반복 수행한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 링크를 이용하여 통신하기 위한 다중 접속 무선망의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 다중 링크를 이용한 데이터 플로우별 링크 할당 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 3은 본 발명에 따른 다중 접속 무선망에서 대역폭 확장을 위한 다중링크 전송/수신 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명에 따른 하향 전송에 있어서의 다중링크 데이터 분배/집중 장치의 데이터 전송/수신 방법에 대한 일실시예 설명도,
도 5는 본 발명에 따른 다중 링크를 이용한 통신망에서의 궤환 링크에 대한 일실시예 설명도,
도 6은 본 발명에 따른 다중링크 데이터 분배/집중 장치의 데이터 전송 과정에서 부가되는 인캡슐 헤더의 일실시예 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 다중링크 데이터 집중 장치의 일실시예 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 도 7의 집중기의 일실시예 상세구성도,
도 9는 본 발명에 따른 도 8의 재정렬부에서의 패킷 재정렬 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명
10, 12: 다중링크 데이터 분배/집중 장치 14: 단말
40: 다중링크 데이터 분배 장치 41: 다중링크 데이터 집중 장치
100: IP 네트워크 110: 네트워크/ISP
400: 다중 전송부 401: 분배기
402, 414: 전송부 403: 상태정보 수집부
404: 링크 제어기 410: 다중 수신부
411: 큐(Que) 412a 내지 412n: 궤환부
413: 집중기 420a 내지 420n: 궤환링크
500a 내지 500n: 응답 링크 81: 다중화기
82: 재정렬부 83: LS 카운터
83: 타이머

Claims (19)

  1. 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 전송하는 데이터 분배 장치에 있어서,
    전송 대상 패킷들을 링크별로 분배하여 다중 링크를 통해 전송하기 위한 다중 전송 수단; 및
    링크별 송신 대역폭에 따라 상기 다중 전송 수단의 링크별 패킷 분배를 제어하기 위한 링크 제어 수단
    을 포함하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 전송 수단은,
    링크별로 분배된 데이터 패킷들을 분류하여 저장하는 복수의 저장 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크별 송신대역폭은,
    각각의 링크별 절대 송신대역폭 및 송신대역폭 비율(가중치) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크별 송신 대역폭은,
    상기 링크 제어 수단이 수신 측으로부터 궤환 전송된 링크별 상태 정보에 기초하여 결정하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 링크별 상태정보는,
    하나의 궤환 링크, 또는 전송 링크에 대응된 각각의 궤환 링크를 통하여 수신된 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크별 송신 대역폭은,
    수신 측이 링크별 상태 정보에 기초하여 결정해서 전송한 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  7. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 링크별 상태정보는,
    각각의 링크에서의 수신 패킷 수, 손실 패킷 수, 지연시간 변동, 및 대역폭 변동에 기초하여 결정된 상태 정보인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  8. 제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 링크별 상태정보는,
    각각의 링크에서의 무선 신호의 세기, 무선 신호 품질, 및 심볼 오류에 기초하여 결정된 상태 정보인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 링크별 송신 대역폭은,
    수신측과 상기 링크 제어 수단 간의 궤환 정보 전송 및 응답 정보 수신을 이용하여 산출된 왕복 시간에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 전송 수단은,
    데이터 플로우마다 서로 다른 링크를 통하여 상기 전송대상 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 전송 수단은,
    동일한 데이터 플로우를 복수의 다중 링크를 이용하여 분산 전송하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다중 전송 수단은,
    상기 전송대상 패킷 각각에 대하여 송/수신지 IP주소 및 시퀀스 번호를 부가하여 전송하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 분배 장치.
  13. 다중 접속 무선망에서 다중 링크를 이용하여 데이터 패킷을 수신하는 데이터 집중 장치에 있어서,
    다중 링크를 통하여 분산 전송되는 데이터 패킷을 링크별로 수신하며, 상기 다중 링크의 링크별 상태 정보 또는 링크별 송신대역폭을 송신 측으로 궤환 전송하기 위한 다중 수신 수단; 및
    상기 수신된 데이터 패킷들의 시퀀스 번호를 이용하여 패킷 재정렬을 수행하기 위한 집중 수단
    을 포함하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 링크별 상태정보는,
    각각의 링크에서의 수신 패킷 수, 손실 패킷 수, 지연시간 변동, 및 대역폭 변동에 기초하여 결정된 상태 정보인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 링크별 상태정보는,
    각각의 링크에서의 무선 신호의 세기, 무선 신호 품질, 및 심볼 오류에 기초하여 결정된 상태 정보인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 링크별 송신대역폭은,
    상기 다중 수신 수단이 링크별 상태 정보에 기초하여 결정한 각각의 링크별 절대 송신대역폭 또는 송신대역폭 비율(가중치)인 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 링크별 송신대역폭은,
    송신측과 상기 다중 수신 수단 간의 궤환 정보 전송 및 응답 정보 수신을 이용하여 산출된 왕복 시간에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 재정렬된 데이터 패킷을 순차적으로 단말 측으로 전송하는 전송 수단
    을 더 포함하는 다중링크 데이터 집중 장치.
  19. 제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 집중 수단은,
    다중링크를 통하여 수신된 데이터 패킷을 링크별로 구분하여 복수의 저장부에 저장하고 시퀀스 번호가 최저인 패킷부터 순차적으로 출력하되, 시퀀스 번호 상에 결번이 발생하고 특정 저장부가 비어 있으면, 송신 측으로부터 새로운 패킷을 수신하여 순서 적합을 확인하여 출력하되 상기 결번보다 큰 시퀀스 번호의 패킷이 수신되면 기저장된 패킷들을 시퀀스 순서에 따라 출력하는 것을 특징으로 하는 다중링크 데이터 집중 장치.
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