KR20120033420A - 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 - Google Patents
순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20120033420A KR20120033420A KR1020100094920A KR20100094920A KR20120033420A KR 20120033420 A KR20120033420 A KR 20120033420A KR 1020100094920 A KR1020100094920 A KR 1020100094920A KR 20100094920 A KR20100094920 A KR 20100094920A KR 20120033420 A KR20120033420 A KR 20120033420A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- terminal
- blue
- transmission
- data
- red
- Prior art date
Links
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 100
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 abstract 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 102100040160 Rabankyrin-5 Human genes 0.000 description 1
- 101710086049 Rabankyrin-5 Proteins 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L12/00—Data switching networks
- H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
- H04L12/40—Bus networks
- H04L12/407—Bus networks with decentralised control
- H04L12/413—Bus networks with decentralised control with random access, e.g. carrier-sense multiple-access with collision detection [CSMA-CD]
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
- H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
- H04W74/0825—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
- H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
- H04W74/085—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision avoidance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W74/00—Wireless channel access
- H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
- H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
- H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
- H04W74/0858—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision detection
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W76/00—Connection management
- H04W76/20—Manipulation of established connections
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W84/00—Network topologies
- H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
- H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
- H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Abstract
본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법은, 전송할 데이터를 포함하고 있지 않는 단말부(225)를 구비하는 전송데이터부존재층(220); 및 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하고 있는 청색단말부(211)와 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하지 못하는 복수의 적색단말부(213)를 포함하는 전송데이터존재층(210)을 이용하는 IEEE 802.11 무선 랜의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법에 있어서, (a) 상기 단말부(225)는 복수의 단말을 포함하되, 상기 단말이 전송할 데이터가 존재하는 상황이 발생하면 상기 단말을 상기 전송데이터존재층(210)으로 승격시키는 단계; (b) 상기 청색단말부(211)는 복수의 청색 단말을 포함하되, 상기 청색단말이 전송할 데이터가 존재하지 않는 상황이 발생하면, 상기 청색단말을 상기 전송데이터부존재층(220)으로 강등시키는 단계; 및 (c) 상기 적색단말부(213)는 복수의 적색 단말을 포함하되, 상기 적색 단말이 상기 청색단말 사이로 끼어들기에 성공하고, 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하는 경우 상기 적색단말을 상기 청색단말부(211)로 승격시키는 단계를 포함함에 기술적 특징이 있다.
Description
본 발명은 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 IEEE 802.11 무선랜에서 기본적으로 사용되는 매체 접근 제거 기법인 분산조정함수(DCF)를 완전히 대체하여 분산조정함수(DCF) 보다 항상 높은 전송률(throughput)을 구현할 수 있는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법에 관한 것이다.
근래에 IEEE 802.11 무선 랜은 설치의 단순함과 낮은 비용으로 인해 무선 인터넷 접근에 널리 이용되어 왔다. 현재, IEEE 802.11 무선 랜은 두 개의 다른 매체 접근 제어 기법을 정의하고 있다.
기본적인 접근 방법은 분산 조정 함수(Distributed Coordination Function, 이하 "DCF")를 사용하는데, 이는 일반적인 반송파 감지 다중 접근/충돌 회피 기법으로서 애드 혹 (Ad-hoc) 네트워크와 인프라스트럭처(Infra structured) 네트워크 환경 모두에 이용할 수 있다.
또한 폴링 기반의 포인트 조정 함수(Point Coordination Function, 이하 "PCF") 라는 매체 접근 제어 기법을 선택적으로 사용할 수 있다.
무선은 방송(broadcasting)의 특성을 가지며 같은 대역의 채널을 사용하는 경우 두 단말이 동시에 전송할 수 없다. 둘 이상의 단말이 동시에 전송을 하게 되면 충돌(collision)이 발생해 모든 전송이 실패하게 된다.
도 1은 종래의 분산조정함수(DCF)를 사용할 경우 전송 단위의 내부 구조를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 종래의 분산조정함수(DCF)에 의할 경우 IEEE 802.11 매체 접근 제어 기법을 구현하기 위해 3가지 프레임 간 간격(IFS, Inter Frame Space) 즉 SIFS(Short Interframe Space), PIFS(PCF Interframe Space), DIFS(DCF Interframe Space)를 포함한다.
프레임 간 간격(IFS, Inter Frame Space)은 하나의 프레임(frame)을 전송한 후 다음 프레임 전송작업을 수행하기 전에 반드시 기다려야 하는 최소한의 대기시간을 의미한다.
시간 간격은 SIFS < PIFS < DIFS 이며, SIFS는 시간 간격이 가장 짧으므로 가장 높은 우선순위를 갖는 통신에 사용된다.
이하 분산조정함수(DCF)에 의해 무선환경에서 발생하는 충돌을 확률적으로 회피하는 일반적인 방법을 설명한다.
분산조정함수(DCF)는 전송 단말 간 충돌 회피를 위해 데이터를 전송하려는 모든 단말을 전송하기 전 임의의 백 오프(back off) 숫자를 경쟁 윈도우(Contention Window) 보다 작은 값으로 선택한다.
초기의 경쟁 윈도우 값은 CWmin으로 설정되어 있으며, 다른 단말에 의해 전송 매체가 점유 중인지 확인한다. 이 때, 전송 매체가 일정시간의 DIFS 동안 사용되지 않으면 유휴상태(idle)로 간주하고 백 오프(back off)를 시작한다.
일정시간의 슬롯 타임(slot time) 동안 다른 단말의 전송이 일어나지 않으면 백 오프(back off) 숫자를 하나씩 줄여나가고, 백 오프(back off) 숫자가 0이 되면 데이터를 전송한다. 다른 단말의 전송을 인식하면 백 오프(back off)는 중지되고, 다시 전송 매체가 DIFS 동안 유휴상태(Idle)가 되면 백 오프(back off)가 재개된다.
백 오프(back off) 숫자가 0이 되고, 전송 매체가 유휴상태(idle)이면, 전송을 시작한다. 데이터를 받은 단말은 일정시간 SIFS 후에 바로 ACK 프레임을 보냄으로써 전송의 성공을 알린다.
SIFS는 DIFS 보다 작은 값으로 이를 통해 다른 단말의 전송이 ACK 프레임의 전송을 방해하지 않는다. ACK 프레임이 수신되지 않으면 전송이 실패한 것으로 간주하여 전송 윈도우를 2배로 늘린다.
전송 윈도우의 최대 크기는 CWmax 이며, 전송이 성공하면 전송 윈도우는 CWmin 값으로 초기화된다.
하지만, 종래의 분산조정함수(DCF)는 IEEE 802.11 무선랜의 매체 접근 제어 기법으로 필수적으로 채택되어 왔지만, 일반적으로 낮은 성능을 보이며, 특히 단말의 수가 증가할수록 빈번한 충돌 발생과 사용되지 않는 백 오프(back off) 슬롯으로 인한 대역폭 낭비의 결과를 초래해 결국 낮은 전송률을 갖는 문제점이 있었다.
한편, 상기 문제점을 개선하기 위해 기존의 다양한 기법들이 제안되었으나, 일반적인 경쟁 기반 분산형 매체 접근 제어 기법에서 충돌과 사용되지 않는 백 오프(back off)는 서로 등가 교환(trade-off) 관계에 있어서 하나를 줄이려 하면 다른 하나가 증가하므로, 이러한 접근 방식으로는 원하는 성능 향상을 구현하는데 한계가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, IEEE 802.11 무선 랜에서 기본적으로 사용되는 매체 접근 제거 기법인 분산조정함수(DCF)를 완전히 대체할 수 있는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법을 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명에 따른 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법은, 전송할 데이터를 포함하고 있지 않는 단말부(225)를 구비하는 전송데이터부존재층(220); 및 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하고 있는 청색단말부(211)와 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하지 못하는 복수의 적색단말부(213)를 포함하는 전송데이터존재층(210)을 이용하는 IEEE 802.11 무선 랜의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법에 있어서, (a) 상기 단말부(225)는 복수의 단말을 포함하되, 상기 단말이 전송할 데이터가 존재하는 상황이 발생하면 상기 단말을 상기 전송데이터존재층(210)으로 승격시키는 단계; (b) 상기 청색단말부(211)는 복수의 청색 단말을 포함하되, 상기 청색단말이 전송할 데이터가 존재하지 않는 상황이 발생하면, 상기 청색단말을 상기 전송데이터부존재층(220)으로 강등시키는 단계; 및 (c) 상기 적색단말부(213)는 복수의 적색 단말을 포함하되, 상기 적색 단말이 상기 청색단말 사이로 끼어들기에 성공하고, 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하는 경우 상기 적색단말을 상기 청색단말부(211)로 승격시키는 단계를 포함하는 기술을 제공한다.
본 발명은 종래의 충돌 회피 기법 없이도 충돌 없이 데이터를 전송할 수 있을 뿐 아니라 분산조정함수(DCF)를 완전히 대체하여 분산조정함수(DCF) 보다 항상 높은 전송률(Throughput)을 구현할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 분산조정함수(DCF)를 사용할 경우 전송 단위의 내부 구조를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 DSIO를 구현하기 위한 초기 상태에서 적색단말이 청색단말로 승격되는 관계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 DSIO를 구현하는 제1 실시예를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 DSIO를 구현하기 위한 초기 상태에서 적색단말이 청색단말로 승격되는 관계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 DSIO를 구현하는 제1 실시예를 나타낸 것이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)을 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(Distributed Medium Access Scheduling with Implicit Ordering, 이하 "DSIO")을 구현하기 위해 청색단말부(211)와 적색단말부(213)를 구비하는 전송데이터존재층(210) 및 단말부(225)를 구비하는 전송데이터부존재층(220)을 포함한다.
청색단말부(211)는 복수개의 청색 단말을 포함하고, 적색단말부(213)는 복수개의 적색 단말을 포함하며, 단말부(225)는 복수개의 단말을 포함한다.
먼저 단말은 현재 전송할 데이터의 유무 상태에 따라 전송데이터존재층(210)과 전송데이터부존재층(225)으로 구분된다.
전송데이터존재층(210)은 전송할 데이터가 존재하는 계층(On layer)으로 언제 데이터를 보내면 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하고 있는 청색단말부(211) 및 언제 데이터를 보내면 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하지 못하는 적색단말부(213)를 포함한다.
전송데이터부존재층(225)은 전송할 데이터가 존재하지 않는 계층(Off layer)으로 전송할 데이터를 가지지 않는 복수개의 일반적인 단말(terminal)을 포함한다.
본원발명은 전송데이터존재층(210)을 청색단말부(211)와 적색단말부(213)로 분류하고, 각각에 고유한 기능을 부여함으로 앞서 언급한 문제를 하기 2개의 하위 문제로 등치할 수 있다.
첫째는 청색단말 들에게 어떻게 충돌 없는 전송을 보장할 것이냐의 문제이며, 둘째는 적색단말을 어떻게 청색단말로 승격 시킬 것이냐의 문제이다.
상기 2개의 문제가 해결되면 궁극적으로 모든 단말은 자신의 전송 순위를 알게 되어 기존의 충돌 회피 기법을 사용하지 않고, 충돌 없이 전송할 수 있게 된다. 한편 전송할 데이터가 없어진 청색 단말은 전송데이터부존재층(225)으로 옮기게 되는 것이 매체의 효율적 이용을 위해 바람직하므로, 상기 두 번째 문제는 청색단말을 전송데이터부존재층(225)으로 강등하는 문제를 포함한다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본원 발명의 순서암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)은 다음의 세 가지 요구조건을 충족시켜야 한다.
첫째, 청색단말은 충돌 회피 기법을 사용하지 않고도 충돌 없이 전송할 수 있어야 한다.
둘째, 적색단말의 승격 및 청색단말의 강등은 적은 자원의 소모로 이루어져야 한다.
셋째, 상기 모든 과정은 관리자 없이 각 단말에서 독립적으로 이루어져야 한다.
이하 본원 발명의 순서암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)에 의해 상기 3가지 요구조건을 충족시키는 원리를 상세히 설명한다.
본원 발명의 순서암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)은 분산조정함수(DCF)와 유사하게 3가지 서로 다른 시간간격 즉 SICS(Short Inter-Class Space), MICS(Medium Inter-Class Space), LICS (Long Inter-Class Space)를 포함하며, 이들은 SICS < MICS < LICS의 관계를 갖는다.
또한 하나의 슬롯 구간(Slot Time)은 IEEE 802.11과 마찬가지로 다른 단말의 매체를 사용하는지 여부를 판단할 수 있는 충분한 길이로 정의한다.
상기 첫째 요구조건은 전송 순서의 확정 및 반복으로 해결할 수 있다. 즉 모든 청색 단말(211)이 자신의 순서를 알고 전체 청색 단말의 개수를 아는 경우, 모든 청색 단말은 자기 순서에 매체가 LICS의 기간 동안 유휴상태(idle)가 유지되면 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있고, 수신 단말은 SICS에 연이어 전송의 성공을 알리는 ACK 프레임을 송신하게 된다.
모든 청색 단말이 전송할 데이터의 송신을 마치게 되면, 하나의 전송 주기(transmission cycle)는 종료하게 된다.
둘째 요구조건은 현재 스케줄링 및 폴링 분야에서 많이 연구되는 문제이나, 아직은 어떤 분산적인 기법에 의해서도 낮은 비용으로 승격과 강등을 적절히 처리하지 못하는 실정이다.
이하 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DISO)을 사용하여 적색 단말이 청색 단말로 승격하는 원리 및 자신의 전송 순서와 전체 청색 단말의 수를 어떻게 인식하는 지를 설명한다.
청색 단말은 앞에서 기술한 바와 같이 미리 정해진 순서대로 전송한다. 적색 단말은 청색 단말의 전송 이전에 끼어들기를 할 수 있다. 적색 단말은 청색 단말의 앞에 끼어들기를 하기 위하여 LICS 보다 짧은 순서 간 간격인 MICS를 이용한다.
표지(beacon) 프레임은 매 전송 주기(transmission cycle)의 시작 지점에서 엑세스 포인트(Access Point, AP)에 의해 각 단말에게 방송되며, 적색 단말의 통신을 지원하기 위해 전체 청색 노드의 수 n(양의 정수)을 명시한다.
적색 단말은 어느 청색 단말의 앞에 끼어들 것인지 결정하기 위해 전송 주기의 시작 지점에서 n 보다 작은 값 k (0 ≤ k(양의정수) ≤ n - 1)를 임의로 선택한다.
MICS 동안 매체가 유휴상태(idle)이고 k-1 번째 청색 단말의 전송이 끝났거나 순서가 지났으면 k의 값을 가진 적색 단말은 전송을 시도한다.
이 때, k값을 가진 적색 단말이 복수 개일 경우를 대비하여 각 적색 단말은 충돌을 피하기 위하여 전송확률 p의 값으로 전송을 시도하며, 1-p의 확률로 전송을 포기한다. 전송을 포기한 경우 각 적색 단말은 다음 전송 주기를 기다린다.
적색 단말은 ACK 프레임을 수신하면 전송 주기의 끝(end cycle)의 시점에서 청색 단말로 승격되며, 모든 다른 청색 단말과 적색 단말은 n을 1씩 증가시킨다.
끼어들기에 성공한 첫 번째 적색 단말은 다음 전송 주기에 n+1 번째 청색 단말이 된다. 하나 이상의 적색 단말이 끼어들기에 각각 성공하게 되면 이들이 차지하는 순번은 n+1, n+2, ... 등이 된다.
한편 적색 단말이 승격할 때 순번을 받는 방법은 상기 예와 다를 수 있으며, 여러 가지 변형이 가능함은 당연하다. 이를 테면, 적색 단말이 승격할 때 순번은 1번을 차지할 수도, k번을 차지할 수도 있다.
ACK를 수신하지 못하면 충돌이 발생한 것으로 간주하고, 연속적인 충돌을 피하기 위해 전송확률 p를 반으로 감소시켜 다음 전송 주기에 다시 전송을 시도한다. 전송확률 p의 최소값은 pmin 이며, 전송 실패 정도를 고려하여 적절히 조정할 수 있음은 당연하다.
전송 주기가 끝나면 표지(beacon) 프레임에 의해 바로 새로운 전송 주기가 시작된다. 전송 주기가 끝나게 되면, 끼어들기에 성공한 적색 단말은 청색 단말로 승격하여, 새로운 청색 단말과 집합을 형성하여 다음 전송 주기를 기다린다.
한편, 전송할 데이터가 없는 청색 단말은 전송데이터부존재층(220)으로 옮기는 과정 중 자신의 전송 차례에 한 번 전송을 하지 않고 건너뛰는(skip) 과정을 갖는다.
이때 LICS 후에 전송이 이루어지지 않은 채 슬롯(slot) 구간이 지나가게 되면 다른 청색 단말들은 해당 청색 단말이 전송을 건너 뛴(skip) 것임을 인식하게 된다.
즉 전송할 데이터가 없는 청색 단말이 전송데이터부존재층(220)으로 옮기는 것을 다른 청색 단말들이 알게 되면, 다른 청색 단말의 수 n은 1씩 감소하게 된다. 이때 아직 자신의 전송 차례가 되지 않은 청색 단말들의 전송 순위는 1씩 함께 감소되어 전송 순위에 있어 유리한 위치를 차지하게 된다.
만일 슬롯 구간 동안 연속해서 전송이 이루어지지 않는다면, 이는 연속된 청색 단말들이 전송을 하지 않고 건너뛰고(skip) 있다는 것을 의미하며, 이때 전송할 차례에 있는 다른 청색 단말은 전송할 데이터가 있으면 LICS를 기다리지 않고 곧바로 데이터를 전송한다.
본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)은 상기 방식을 통해 데이터 전송 또는 슬롯(slot) 구간 동안 유휴상태(idle)가 유지되는 것으로 이전 단말의 전송 차례가 지나가고 있는 것을 모든 단말이 알 수 있으므로, 청색 단말끼리의 충돌이 발생하지 않으며 종래의 추가적인 충돌 회피 기법을 필요로 하지 않는다.
한편 단말부(225)를 구성하는 복수개의 단말 중 전송할 데이터를 포함하는 단말이 발생하면 상기 단말은 적색단말부(213)로 승격되며, 상기 적색단말이 청색단말들 사이에 끼어들기 하는 과정을 통해 데이터를 전송할 수 있게 된다.
이하 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)을 사용하여 앞에서 설명한 3가지 요구조건은 해결되며, 이를 간단히 요약하면 다음과 같다.
첫째, 청색 단말은 충돌 회피 기법 없이도 충돌 없이 데이터를 전송할 수 있다는 점, 둘째, 적색 단말은 추가 비용 없이 청색 단말로 승격할 수 있으며, 청색 단말은 매우 적은 비용이 소요되는 1개의 슬롯 구간을 이용하여 전송데이터부존재층(220)으로 강등 될 수 있다는 점, 셋째 상기 모든 전송 과정은 각 단말에서 분산형으로 독립하여 처리할 수 있다는 점이다.
이하 도3 및 도4를 참조하여 본 발명의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법(DSIO)이 구제적으로 적용되는 실시 예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에서 각 단말들이 초기 상태에서 동작하는 예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 초기 상태에서 적색 단말 A, B, C 각각은 현재 청색 단말이 존재하지 않으므로 동일한 K=0을 가지며, 이 경우 일 실시예로 적색 단말 각각이 B, C, A 순서로 청색단말로 승격되는 과정을 나타낸 것이다.
상기 승격 과정을 상세히 살펴보면, 적색 단말 B, C, A 각각은 MICS 바로 뒤에 p의 확률로 끼어들어 가며, 적색 단말 간에 충돌이 발생하지 않은 경우 AP는 ACK 수신 신호를 발생하여 끼어들기 성공을 알리고, 전송 주기가 끝나면(end cycle) 청색단말로 승격된다.
반면, 적색 단말(A, B) 및 적색 단말 (A, C)은 동시에 끼어들기에 참여하여 서로 충돌이 발생하여 ACK 수신신호를 발생하지 못하고, 결국 청색단말로 승격되는데 실패한다.
도 4는 본 발명의 DSIO를 구현하는 제1 실시 예를 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 청색 단말은 A, B, C, D, E, F (n=6)를 가지며, 적색 단말은 G, H, I를 갖는다. 전송 주기의 시작 순간에 A, B, E, F, G, H, I의 단말은 전송할 데이터를 가지고 있지만, 청색 단말 C, D는 전송할 데이터가 없는 상태이다.
전송되는 순위를 살펴보면, 청색 단말은 A(순위0), B(순위1), C(순위2), D(순위3), E(순위4), F(순위5)이고, 적색 단말의 끼어들기 순위 K는 각각 G(K=1), H(K=3), I(K=3) 이다.
이하 전송 순위에 따라 각 단말의 데이터 전송 순서, 강등, 승격이 구현되는 원리를 설명한다.
표지(beacon) 프레임에 의해 전송 시작을 알리면, LICS 시간 간격 바로 뒤에 청색단말 A(순위0)는 전송을 시작하며, ACK 신호를 발생하여 성공적인 전송을 알린다.
이 후 적색 단말 G(K=1)는 최초의 MICS 시간 간격 바로 뒤에 끼어들어 가며, ACK 신호를 발생하여 끼어들기 성공을 알린다.
이 후 청색단말 B(순위1)는 청색단말 A(순위0)와 동일한 방법으로 성공적인 전송을 한다.
한편 청색단말 C(순위2), D(순위3)는 전송할 데이터가 없기 때문에 자신의 차례를 건너뛰어(skip) 두 개의 슬롯 구간 동안 유휴상태(idle) 상태가 된다.
한편, 청색단말 E는 청색단말 C(순위2), D(순위3)가 각각 전송할 차례를 건너 뛴(skip) 것을 인식하게 되므로, 처음 순위 4에서 2단계 하강된 순위2를 갖게 되어 적색단말 H(K=3) 보다 먼저 전송된다.
이 경우 청색단말 E는 통상의 청색단말 A의 전송과 달리 LICS을 기다리지 않고, 슬롯(slot) 이후에 곧바로 전송된다.
청색단말 E가 전송된 후 적색 단말 H(k=3)와 I(k=3)는 순위가 동일하여 동시에 전송을 시도하여 충돌이 발생하였고, ACK를 수신하지 못하여 끼어들기에 실패한다.
청색단말 F는 앞에서 설명한 청색단말 E의 순위 변경처럼 청색단말 C(순위2), D(순위3)가 각각 전송할 차례를 건너뛴(skip) 것을 인식하게 되어 처음 순위 5에서 2단계 하강된 순위3을 갖게 되어 마지막으로 전송된다.
청색단말 F의 성공적인 전송을 알리는 ACK 신호를 수신하면 전송 1주기가 끝나게 된다.
전송 1주기의 끝(End Cycle)을 알리면, 끼어들기에 성공한 적색 단말 G는 청색 단말로 승격되며, 전송할 데이터가 없는 청색 단말 C, D는 전송데이터부존재층(220)으로 강등되고, 끼어들기에 성공하지 못한 적색 단말 H, I는 전송 확률 p의 값을 반으로 감소시켜 다음 전송을 준비한다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
210 : 전송데이터존재층
211 : 청색단말부
213 : 적색단말부
220 : 전송데이터부존재층
225 : 단말부
211 : 청색단말부
213 : 적색단말부
220 : 전송데이터부존재층
225 : 단말부
Claims (8)
- 전송할 데이터를 포함하고 있지 않는 단말부(225)를 구비하는 전송데이터부존재층(220); 및 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하고 있는 청색단말부(211)와 전송할 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하지 못하는 복수의 적색단말부(213)를 포함하는 전송데이터존재층(210)을 이용하는 IEEE 802.11 무선 랜의 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법에 있어서,
(a) 상기 단말부(225)는 복수의 단말을 포함하되, 상기 단말이 전송할 데이터가 존재하는 상황이 발생하면 상기 단말을 상기 전송데이터존재층(210)으로 승격시키는 단계;
(b) 상기 청색단말부(211)는 복수의 청색 단말을 포함하되, 상기 청색단말이 전송할 데이터가 존재하지 않는 상황이 발생하면, 상기 청색단말을 상기 전송데이터부존재층(220)으로 강등시키는 단계; 및
(c) 상기 적색단말부(213)는 복수의 적색 단말을 포함하되, 상기 적색 단말이 상기 청색단말 사이로 끼어들기에 성공하고, 데이터를 충돌 없이 전송할 수 있는지를 인식하는 경우 상기 적색단말을 상기 청색단말부(211)로 승격시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 1항에 있어서, 상기 청색 단말은,
미리 부여된 전송 순위 및 청색 단말의 전체 개수를 인식하고 있는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 1항에 있어서,
프레임 간 간격을 서로 다른 시간간격을 갖는 SICS(Short Inter-Class Space) < MICS(Medium Inter-Class Space) < LICS (Long Inter-Class Space)로 정의할 경우,
상기 청색 단말은 상기 LICS (Long Inter-Class Space)의 경과 후 데이터 전송을 하고,
상기 적색단말은 상기 MICS(Medium Inter-Class Space)의 경과 후 곧바로 끼어들기 하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 3항에 있어서, 상기 적색단말은,
전송 확률 p의 값으로 끼어들기를 시도하고, 1-p의 확률로 전송을 포기하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 1항에 있어서,
상기 (b)단계의 전송할 데이터가 존재하지 않는 청색단말은,
자신의 전송 차례에 전송을 하지 않고 건너뛰는(skip) 과정을 포함하되, 상기 건너뛰는(skip) 과정의 정보는 슬롯(slot) 구간이 유휴상태(idle)를 유지하는 것을 통해 인식되는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 5항에 있어서,
상기 슬롯(slot) 구간이 유휴상태(idle)를 유지하는 경우,
상기 전송할 데이터가 존재하지 않는 청색단말보다 후순위의 전송할 데이터를 갖는 다른 청색단말은 상기 전송할 데이터가 존재하지 않는 청색단말이 전송을 건너 뛴(skip) 것임을 인식하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 6항에 있어서, 상기 다른 청색단말은,
미리 부여된 자신의 전송 순위에서 상기 슬롯의 개수만큼 감소된 순위를 갖고 데이터 전송에 참여하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법. - 제 7항에 있어서, 상기 다른 청색단말은,
상기 슬롯(slot) 구간 경과 후 LICS(Long Inter-Class Space)를 기다리지 않고 곧바로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100094920A KR101162709B1 (ko) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 |
US13/184,989 US8705505B2 (en) | 2010-09-30 | 2011-07-18 | Distributed medium access scheduling with implicit ordering |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020100094920A KR101162709B1 (ko) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120033420A true KR20120033420A (ko) | 2012-04-09 |
KR101162709B1 KR101162709B1 (ko) | 2012-07-05 |
Family
ID=45889784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020100094920A KR101162709B1 (ko) | 2010-09-30 | 2010-09-30 | 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8705505B2 (ko) |
KR (1) | KR101162709B1 (ko) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101881495B1 (ko) * | 2012-01-25 | 2018-08-24 | 삼성전자주식회사 | Csma/ca 방식을 기반으로 통신하는 네트워크들 간의 충돌을 방지하는 방법 및 대상 노드 |
KR101373135B1 (ko) | 2012-07-27 | 2014-03-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 무선 랜의 분산조정함수에 의한 경쟁을 통해 획득된 역방향 순서 암시정보를 이용한 데이터 전송 방법 및 이를 이용하여 데이터를 전송하는 무선통신기기 |
WO2014017745A1 (ko) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 포항공과대학교 산학협력단 | 무선랜의 분산조정함수에 의한 경쟁을 통해 획득된 순방향 순서 암시 정보를 이용한 데이터 전송 방법 및 이를 이용하여 데이터를 전송하는 무선통신기기 |
WO2014017735A1 (ko) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | 포항공과대학교 산학협력단 | 무선 랜의 분산조정함수에 의한 경쟁을 통해 획득된 역방향 순서 암시정보를 이용한 데이터 전송 방법 및 이를 이용하여 데이터를 전송하는 무선통신기기 |
KR101373136B1 (ko) | 2012-07-27 | 2014-03-12 | 포항공과대학교 산학협력단 | 무선랜의 분산조정함수에 의한 경쟁을 통해 획득된 순방향 순서 암시 정보를 이용한 데이터 전송 방법 및 이를 이용하여 데이터를 전송하는 무선통신기기 |
US10814474B2 (en) | 2018-12-20 | 2020-10-27 | Autonomous Roadway Intelligence, Llc | Identification and localization of mobile robots |
US10820349B2 (en) * | 2018-12-20 | 2020-10-27 | Autonomous Roadway Intelligence, Llc | Wireless message collision avoidance with high throughput |
US10816635B1 (en) | 2018-12-20 | 2020-10-27 | Autonomous Roadway Intelligence, Llc | Autonomous vehicle localization system |
US10713950B1 (en) | 2019-06-13 | 2020-07-14 | Autonomous Roadway Intelligence, Llc | Rapid wireless communication for vehicle collision mitigation |
US10939471B2 (en) | 2019-06-13 | 2021-03-02 | David E. Newman | Managed transmission of wireless DAT messages |
US10820182B1 (en) | 2019-06-13 | 2020-10-27 | David E. Newman | Wireless protocols for emergency message transmission |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4398886B2 (ja) * | 2005-03-07 | 2010-01-13 | ソニー株式会社 | 通信端末装置、通信システム、通信方法、およびプログラム |
US7746879B2 (en) * | 2005-08-29 | 2010-06-29 | Texas Instruments Incorporated | Mesh deterministic access |
-
2010
- 2010-09-30 KR KR1020100094920A patent/KR101162709B1/ko not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-07-18 US US13/184,989 patent/US8705505B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8705505B2 (en) | 2014-04-22 |
US20120082139A1 (en) | 2012-04-05 |
KR101162709B1 (ko) | 2012-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101162709B1 (ko) | 순서 암시를 통한 분산 매체 접근 스케줄링 방법 | |
US11937299B2 (en) | Controlling transmissions from multiple user devices via a request-clear technique | |
EP3243357B1 (en) | Station contention behavior in uplink multiple user protocols | |
US11832176B2 (en) | Wireless communication method for saving power and wireless communication terminal using same | |
US8989213B2 (en) | Physical layer header with access point identifier | |
US9918340B1 (en) | Enhanced distributed channel access parameter variation within restricted access window | |
JP2020174372A (ja) | アクセス方法及び装置 | |
TWI387279B (zh) | 高速媒體存取控制及直接鏈路協定 | |
CN114258148B (zh) | 无线局域网中的信道接入方法及相关装置 | |
US20060092909A1 (en) | System and method for access and management of beacon periods in distributed wireless networks | |
US7535919B2 (en) | Wireless communication method adapting priority for transmitting packets in WPAN | |
US20050025131A1 (en) | Medium access control in wireless local area network | |
US20180014165A1 (en) | Triggered wireless access protocol with grouped multi-user transmissions | |
US10050746B2 (en) | System and method for orthogonal frequency division multiple access power-saving poll transmission | |
KR20150013481A (ko) | 무선랜 시스템에서 채널 액세스 제어 방법 및 장치 | |
KR20190112193A (ko) | 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말 | |
US20200107263A1 (en) | Low latency wireless protocol | |
KR100885319B1 (ko) | 애드-혹 무선 통신 시스템을 위한 방법 및 장치 | |
CN117793938A (zh) | 一种数据传输方法和装置 | |
Li | Reservation-based distributed collision avoidance channel access scheme for WLAN |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |