KR20110084673A - 집합 프레임 구성 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

데이터 전송 효율을 높일 수 있는 집합 프레임 전송 방법 및 상기 방법을 채용한 장치가 제공된다. 본 발명의 일측에 따른 집합 프레임의 최적의 길이 설정 방법은, 송신측의 가용 전력량을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 전력량에 상응하는 집합 프레임 길이를 결정하는 단계를 포함한다.

Description

집합 프레임 구성 방법 및 그 장치{Method for Constituting Aggregated Frame and Apparatus of enabling the Method}
무선 통신 시스템에서 자원 효율성을 높이기 위한 프레임 연결 전송 방법이 개시된다.
일반적으로 통신 시스템에서는 계층적 프레임 구조를 이용하여 데이터의 전송을 제어하는데 자원 효율성을 높이기 위한 방법으로써 다수의 프레임을 집합 프레임의 형태로 일괄 전송하는 방법이 알려져 있다.
이때 최적의 전송률을 달성하기 위한 집합 프레임을 구성하는 적절한 연결 프레임의 개수는 전송 환경에 따라 달라진다. 가령 우수한 전송 환경에서는 다량의 데이터를 안정적으로 전송할 수 있고, 반대로 열악한 전송 환경에서는 허용 오류수준 내로 전송이 가능한 데이터 양을 전송해야 한다.
즉, 이러한 전송 환경이 적절히 반영되지 않은 집합 프레임의 구성은 오히려 전송 오류를 높이는 등의 문제점을 야기할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성 장치는, 무선통신 단말의 가용 전력량을 측정하는 전력량 측정부; 및 상기 가용 전력량에 기반하여 프레임 연결 개수를 가변하는 프레임 길이 계산부를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 단말의 집합 프레임 구성 방법은, 상기 무선통신 단말의 가용 전력량을 측정하는 단계; 상기 가용 전력량에 기반하여 프레임 연결 개수를 산출하는 단계; 및 상기 프레임 연결 개수에 따라 프레임 연결을 설정하는 단계를 포함하되, 상기 가용 전력량에 기반하여 상기 프레임 연결 개수를 가변한다.
데이터 전송 효율을 높일 수 있는 집합 프레임 구성 방법 및 상기 방법을 채용한 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 계층적 프레이밍(framing) 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성을 나타낸 도면이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 프레임 전송 시퀀스를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선통신 단말을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성부를 나타낸 도면이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집합 프레임 구성부를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성부의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 집합 프레임 구성부의 동작을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 데이터를 효율적으로 전송하기 위해 이용되는 계층적 프레이밍 구조의 일 실시예로서, 특히 무선 통신 표준에 있어서는 매체접속제어(Media Access Control; MAC) 계층과 물리(PHY) 계층 구조를 이용하여 데이터 전송을 제어할 수 있다.
즉, MAC 계층에서는 상위 계층 데이터(MAC Service Data Unit: MSDU)(101)를 수신하여 MAC 헤더(102)를 붙여 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MAC Protocol Data Unit: MPDU)를 구성한다. MAC 헤더(102)에는 송신측 주소(source address: SA)와 수신측 주소(destination address: DA) 등 다양한 정보들이 포함된다. MPDU는 PHY 서비스 데이터 유닛(PHY Service Data Unit: PSDU)(103)을 이용하여 물리계층에 전달되고, PHY 헤더(104)가 더해져 PHY 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)(105)를 구성한다. PHY 헤더(104)에는 변복조화 방식 등 전송방식을 결정하는 파라미터들이 포함된다. PPDU(105)에는 무선망을 통해 전송되기 전에 채널 추정 및 동기 정보를 포함하는 프리엠블(106)이 부가된다.
이때, 도 1의 MSDU(101) 대신, 도 2와 같이 다수의 MSDU(201~203)를 연결하면 집합 프레임의 형태를 구성할 수 있다. 도 2에는 본 발명의 일측에 따른 집합 프레임 구성의 일례가 도시되어 있다.
도 3은 근거리 무선 통신망에서의 데이터 프레임 전송 방법의 일 실시예를 보여주는 순서도이다.
데이터 송신측(301)에서 전송요구신호(Ready To Send; RTS)(302)를 송신하여 전송절차를 개시한다. RTS를 수신한 수신측(303)에서는 전송클리어신호(Confirm To Send; CTS)(304)로써 응답한다. 이러한 RTS/CTS 시퀀스(sequence)를 통하여 채널이 확보되면 송신측에서는 데이터 프레임 혹은 송신측의 가용 전력량에 따라 길이가 설정된 집합 프레임(305)을 전송하고 수신측이 보내는 긍정확인응답(positive acknowledgement)(306)을 수신하여 프레임 전송을 완료한다.
도 4를 참조하면, 송신측에 대응될 수 있는 노트북과 같은 무선통신단말(400)은 중앙처리장치(401), 메모리(402), Display 제어부(403), 전력공급부(404), 통신제어부(405), 통신부(406) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
중앙처리장치(401)은 메모리(402)에 저장된 애플리케이션과 데이터를 기반으로 명령어를 해석해 결과를 출력한다.
Display 제어부(403)는 화면으로 출력할 데이터를 제어한다. 전력공급부(404)는 단말의 구동을 위한 전기 에너지를 공급한다.
통신제어부(405)에서는 데이터의 속성 및 기타 통신 파라미터(parameter)를 제어하여 무선 송수신부를 구비한 통신부(406)를 통해 데이터를 전송한다. 통신제어부(405)는 데이터의 집합 프레임 속성을 제어하는 집합 프레임 구성부(도시되지 아니함)를 포함할 수 있다.
집합 프레임 구성부(500)의 일 실시예는 도 5를 참조하여 설명할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성부를 나타낸 도면이다. 도 5를 참조하면, 집합 프레임 구성부(500)는 전력량 측정부(501), 프레임 길이 계산부(502), 프레임 응집부(503)로 구성된다.
전력량 측정부(501)는 무선통신 단말의 가용 전력량을 측정하여 프레임 길이 계산부(502)로 측정 결과를 전달한다.
프레임 길이 계산부(502)는 측정된 전력량에 따른 연결 프레임 개수를 산정한다. 프레임 응집부(503)는 산정된 연결 프레임 개수를 갖는 집합 프레임을 구성하여 전송을 위해 통신부로 전달한다.
집합 프레임 구성부(600)는 도 6과 같이 채널상태 측정부(602)를 더 구비할 수 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 집합 프레임 구성부를 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하면, 전력량 측정부(601)가 측정한 전력량에 따라 프레임 길이 계산부(502)가 산정한 연결 프레임 개수는 채널상태 측정부(602)가 측정한 채널전송환경에 따라 보정될 수 있다. 이때 전력량 측정부(601)의 전력량 측정과 채널상태 측정부(602)의 채널전송환경 측정은 동시에 진행될 수 있으며, 순차적으로 행해질 수도 있다. 프레임 응집부(602)는 보정된 연결 프레임 개수를 갖는 집합 프레임을 구성하여 전송을 위해 통신부로 전달한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 집합 프레임 구성부의 동작을 나타낸 흐름도이다. 집합 프레임 구성부의 상세 동작을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
데이터 통신의 초기화가 완료(701)되면, 사전 설정된 프레임 연결 길이의 집합 프레임을 송신(702)하도록 함과 동시에 상기 무선통신 단말의 가용 전력량을 측정(703)한다.
상기 측정된 전력량의 값에 따라 집합 프레임의 연결 프레임 개수를 결정(704)하게 되는데, 프레임 개수 결정 방법으로 전력량 구간별 연결 프레임 개수를 설정하는 방법과 전력량 비에 따른 연결 프레임 개수를 설정하는 방법이 채용될 수 있다.
구체적으로, 전력량 구간별 연결 프레임 개수 L을 설정하는 방법은 다음과 같다. 예를 들어 무선통신단말이 정의하고 있는 최대 대형 프레임 길이를 Lmax 라 할 때, 전력량의 최대량의 70% 이상인 경우는 사전 설정된 기준 프레임 개수를, 전력량이 최대량의 40~70% 일 경우에는 1/2 Lmax 를, 전력량이 최대량의 40% 미만일 경우에는 Lmax로써 프레임 길이 L을 설정하는 방법이 그것이다.
구체적으로 전력량 비에 따른 연결 프레임 개수를 설정하는 방법은 아래의 수학식 1과 같다.
Figure pat00001
수학식 1과 같이 무선통신 단말의 가용 전력량을 기준으로 연결 프레임 개수를 설정하면, 가용 전력량이 부족할수록 가능한 짧은 시간에 많은 프레임을 전송하게 되어 전송 과정의 오버헤드를 최소화하고 에너지 효율을 높을 수 있다.
또한 상기의 무선통신 단말은 가용 전력량에 따라 연결 프레임 개수를 설정한 후 현재 채널 상태를 측정(805)하여 측정된 채널 상태에 따라 상기 설정된 연결 프레임 개수를 보정(806)하는 과정을 추가적으로 수행할 수 있다.
현재 채널 상태는 예를 들어 전송프레임 오류율(Frame Error Rate; FER) 등을 이용하여 반영할 수 있다. 근거리 무선통신에서는 일반적으로 최소한의 서비스 품질(Quality of Service; QoS)을 유지하기 위하여 약 10% 이하 수준의 FER 요구수치, 즉 FERref를 규정하고 데이터 전송 과정에서 이 수준 이하의 FER을 유지할 것을 정의하고 있다.
Figure pat00002
예를 들어, 수학식 2와 같이 전력량을 기준으로 설정된 최적의 프레임 개수 La 를, FER이 나타내는 채널의 안정도 수준에 맞게 2차 보정할 수 있다. 따라서 채널이 불안정할수록, 즉 FER/FERref 가 1에 가까운 값을 가질 수록 2차 보정 길이인 Lb는 La에 높은 가중치를 부여하여 계산된다. 또한 채널 안정도가 높을 수록, 즉 FER/FERref가 0에 가까운 값을 가질 경우, La 보다 Lmax에 더욱 높은 가중치를 부여하여 최종 연결 프레임 개수를 산출하게 된다.
단, FER 값이 FERref 값을 초과할 경우, 이는 규정된 수준 이상으로 채널이 불안정함을 의미하므로 설정 옵션에 따라 프레임의 전송 시도를 중지하거나, 집합 프레임의 프레임 연결 개수를 1개로 강제 설정하는 등의 방법을 적용한다.
본 발명에 따른 집합 프레임 구성 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 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.
401: 중앙 처리 장치 402: 메모리
403: 디스플레이 제어부 404: 전력 공급부
405: 통신 제어부 406: 통신부

Claims (11)

  1. 무선통신 단말의 가용 전력량을 측정하는 전력량 측정부; 및
    상기 가용 전력량에 기반하여 프레임 연결 개수를 가변하는 프레임 길이 계산부
    를 포함하는 집합 프레임 구성 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가용 전력량의 구간 별로 프레임 연결 개수가 증가하는 집합 프레임 구성 장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가용 전력량과 상기 프레임 연결 개수는 반비례하는 집합 프레임 구성 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 무선 통신 단말이 정의하고 있는 최대 대형 프레임 길이가 Lmax이고, 상기 가용 전력량에 따른 상기 프레임 연결 개수 La은 La=Lmax(1-측정된전력량/최대전력량)로 계산되는 집합 프레임 구성 장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 길이 계산부는 상기 가용 전력량에 기반하여 가변된 상기 프레임 연결 개수를 채널 전송 환경에 따라 보정하는 집합 프레임 구성 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널 전송 환경은 전송 프레임 오류율(Frame Error Rate; FER)인 집합 프레임 구성 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 FER의 요구 수치값이 FERref이고, 상기 가용 전력량에 기반하여 산출된 상기 프레임 연결 개수가 La인 경우, 상기 FER에 따라 보정된 프레임 연결 개수 Lb는 Lb={La x FER/FERref} + {Lmax x (1-FER/FERref)}로 계산되는 집합 프레임 구성 장치.
  8. 무선 통신 단말의 가용 전력량을 측정하는 단계;
    상기 가용 전력량에 기반하여 프레임 연결 개수를 산출하는 단계; 및
    상기 프레임 연결 개수에 따라 프레임 연결을 설정하는 단계
    를 포함하되, 상기 가용 전력량에 기반하여 상기 프레임 연결 개수를 가변하는 무선 통신 단말의 집합 프레임 구성 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    채널 전송 환경을 측정하는 단계; 및
    상기 채널 전송 환경에 따라 상기 프레임 연결 개수를 보정하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신 단말의 집합 프레임 구성 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 채널 전송 환경은 전송 프레임 오류율에 기반하여 측정되는 무선 통신 단말의 집합 프레임 구성방법.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체.
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