KR20120038606A - 단말 링크 상태를 활용한 무선랜에서의 효율적 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치 - Google Patents

단말 링크 상태를 활용한 무선랜에서의 효율적 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IEEE 802.11 표준에서 정의된 MAC 계층 멀티캐스트 트래픽 전송 방법을 개선하여, 단말에 추가적인 기능 구현 없이도 AP(Access Point)에서의 처리만으로 AP와 단말 간의 링크 상태에 따라 멀티캐스트 트래픽 전송 속도를 조절함으로써 전송 효율을 높이고 대역폭을 높일 수 있는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일면에 따른 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽 전송 방법은, 멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 정보를 수집하는 제1단계, 상기 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지를 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는 제2단계, 및 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정하는 제3단계를 포함한다.

Description

단말 링크 상태를 활용한 무선랜에서의 효율적 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치{Method and Apparatus for Effective Multicast Traffic Transmission utilizing Station Link State in Wireless LAN}
본 발명은 무선랜에서 효율적 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치에 관한 것으로서, 특히, IEEE 802.11 표준에서 정의된 MAC 계층 멀티캐스트 트래픽 전송 방법을 개선하여, 단말에 추가적인 기능 구현 없이도 AP(Access Point)에서의 처리만으로 AP와 단말 간의 링크 상태에 따라 멀티캐스트 트래픽 전송 속도를 조절함으로써 전송 효율을 높이고 대역폭을 높일 수 있는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선랜 전송속도는 AP와 단말 간의 신호세기에 따라서 결정된다. AP와 단말 사이의 신호세기는 전송거리에 따른 감쇄 및 장애물에 의한 감쇄에 의해서 다양하게 변화한다. 신호 대 잡음신호 비(SNR)에 따라 AP는 전송 시에 사용될 변조 방식을 결정하여, 보낼 데이터를 변조하여 전송하게 된다.
도1과 같이, 유니캐스트 트래픽 전송에서는 일대일 통신방식으로, 송신자는 하나의 수신자에게만 데이터를 전송하는 것으로 대다수 인터넷 서비스는 이와 같은 방식으로 이뤄진다. 멀티캐스트 트래픽 전송은 특정 그룹의 수신자들에게만 해당하는 데이터를 전송하는 방식으로 IPTV 등이 이런 방식으로 이뤄진다. 브로드캐스트 트래픽 전송은 그룹 구분 없이 주위의 모든 수신자들에게 메시지를 전달하고자 할 때 사용되는 통신방식으로 AP 존재를 주위에 알리기 위해 사용되는 비콘(beacon) 신호나 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)의 충돌을 회피하기 위해 사용되는 CTS (Clear to Send) 신호 전송 등에 사용된다.
무선랜은 물리적으로 불안정한 매체이기 때문에 MAC(Media Access Control) 계층 내에서 패킷전송에 대한 안정성을 높이기 위해서, 유선 이더넷(Ethernet) 방식과는 다른 메커니즘이 추가적으로 적용된다. 유선 이더넷 방식에서는 TCP(Transmission Control Protocol) 패킷에 대해서 송신자가 패킷 전송 후 전달성공여부를 수신자가 보낸 Ack 신호를 받음으로써 판단하며, UDP(User Datagram Protocol) 패킷에 대해서는 전달성공여부를 확인하는 절차가 존재하지 않는다. 이는 유선 이더넷의 경우 UDP 패킷이라도 상당히 안정적으로 전송될 수 있는 물리매체라는 특성이 있기 때문이다. 이에 반하여 무선랜의 경우는 무선이라는 불안정한 물리매체를 통하여 전송이 이뤄지기 때문에 상당히 많은 전송실패가 발생한다. 이를 보완하기 위하여 MAC 계층 내에서는 TCP뿐만 아니라 UDP에 대해서도 수신자가 Ack(응답) 신호를 보내도록 규정함으로써 전송안정성을 높이고 있다. 하지만 이는 유니캐스트 트래픽 전송에 한하여 적용되는 표준절차이며, 멀티캐스트와 브로드캐스트 트래픽 전송에 대해서는 MAC 계층에서 Ack 신호가 존재하지 않는다.
무선랜에서는 이와 같이 멀티캐스트, 브로드캐스트 트래픽 전송 시에 Ack 신호가 없기 때문에 UDP 패킷을 안정적으로 전송하기 위해서 이들을 전송할 때 가장 낮은 변조방식을 적용함으로써 멀티캐스트 그룹에 속한 다수의 수신단말들이 낮은 SNR로 신호를 수신하더라도 복조에 성공할 수 있도록 하였다.
도2에서는, IEEE 802.11 무선랜에서 규정한 위와 같은 멀티캐스트 전송 방식에서 발생할 수 있는 2가지 비효율적 전송 사례를 설명하고 있다. 첫번째 경우는 수신단말의 링크상태와 상관없이 일률적으로 낮은 변조방식을 취함으로써, 전체 무선랜 자원 전송효율이 낮아지는 문제가 발생하고 있다. AP와 가까운 지점에 단말들이 위치하고 있어 링크상태가 양호함에도 이들 링크상태와는 무관하게 고정된 낮은 변조방식으로만 전송하는 경우이다. 두번째 경우는 서비스에서 요구하는 속도가 고정된 멀티캐스트 전송속도보다 높을 경우, 고정된 낮은 변조방식으로는 요구속도를 만족시키지 못하여 단말 링크 상태와는 상관없이 서비스 자체가 불가능하게 되는 경우도 있다.
이와 같은 일반적인 멀티캐스트 트래픽의 경우, AP는 IGMP(Internet Group Management Protocol)로 조인(join)된 단말 전체를 대상으로 패킷을 전송해야 한다. 이때 멀티캐스트 그룹에 속한 단말 전체를 대상으로 단 한번의 전송으로 데이터를 전달해야 하기 때문에, 각각의 링크상태에 맞춰 변복조 방식을 정하여 전송할 수가 없다. 그래서 가장 낮은 변복조 방식으로 고정되어 전송하게 된다. 이와 같이 일반적인 멀티캐스트 트래픽 전송 방식은 멀티캐스트 그룹에 속한 단말 링크 상태 정보를 전혀 획득할 수 없는 구조로서, 멀티캐스트 전송이 단말 링크 상태와는 무관하게 일류적으로 낮은 변조방식을 적용하여 전송 비효율이 발생하고, 대역폭 부족으로 멀티캐스트 서비스 자체가 불가한 경우가 발생하는 문제가 있다.
IEEE 802.11 무선랜 멀티캐스트 전송 문제점을 해결하기 위하여 현재까지 몇가지 방법들이 제안되었다. 멀티캐스트 패킷을 멀티캐스트 그룹에 속한 단말들에게 각각 개별적으로 유니캐스트 패킷으로 변환하여 전송하는 방법이나, 멀티캐스트 전송 시마다 수신단말들 중에서 한 단말이 대표로 Ack 신호를 보내도록 제안한 방안 등이 기존에 제안되었다.
멀티캐스트 패킷을 유니캐스트 패킷으로 변환하여 전송하는 방식은 멀티캐스트 패킷을 그룹에 속하는 모든 수신단말들에게 개별적으로 유니캐스트 방식으로 변환하여 전송한다. 즉 멀티캐스트 전송을 단말 수만큼의 유니캐스트 전송방식으로 변환시킨 것이다. 유니캐스트 트래픽 전송의 이점은 MAC 계층에서 전송성공에 대한 확인 절차가 이뤄진다는 것과 수신단말과의 링크상태에 최적 최고의 전송변조방식을 취한다는 것이다. IEEE 802.11 MAC 계층에서 유니캐스트 트래픽은 TCP와 UDP 모든 패킷에 대해서 전송성공여부를 Ack 신호를 통하여 확인하며 전송에 실패하게 되면 AP는 정해진 횟수만큼 몇 번의 재전송을 시도한다. 제한된 재전송 시도에서도 성공하지 못하면 AP는 패킷을 폐기처분하고, 그 다음 패킷을 전송한다. MAC 계층에서 이처럼 안정적인 전송이 이뤄지며, 해당 단말과의 채널 링크 상태에서 최대 전송속도를 보장받으며 전송될 수 있다. 이와 같이 유니캐스트 트래픽 전송 방식은 전송면에서는 가장 안정적인 방식이지만, 그룹에 속하는 수신단말수가 늘어날수록 이에 정비례하게 사용대역도 증가한다. 따라서 다수의 수신단말들이 존재하는 경우에는 사용 대역이 전체 대역을 초과하게 되어 전송이 불가한 경우가 발생한다. 특히 멀티캐스트 패킷을 처리함에 있어 본질적으로 멀티캐스트 특성인 데이터 패킷을 한번 전송하여 그룹내의 단말들이 수신할 수 있도록 되어 있는 방식에서 벗어난 것이라 볼 수 있다.
멀티캐스트 전송 시 수신 단말중에서 한 단말이 대표로 Ack 신호를 보내도록 하는 방식은 어느 단말을 대표 단말로 선정하느냐의 문제와 AP뿐만 아니라 단말에도 이 방식을 지원하기 위하여 새롭게 개발하여야 한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, IEEE 802.11 표준에서 정의된 MAC 계층 멀티캐스트 트래픽 전송 방법을 개선하여, 단말에 추가적인 기능 구현 없이도 AP(Access Point)에서의 처리만으로 AP와 단말 간의 링크 상태에 따라 멀티캐스트 트래픽 전송 속도를 조절함으로써 전송 효율을 높이고 대역폭을 높일 수 있는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
먼저, 본 발명의 특징을 요약하면, 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른, 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽 전송 방법은, 멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 정보를 수집하는 제1단계; 상기 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지를 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는 제2단계; 및 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정하는 제3단계를 포함한다.
상기 제3단계 후에, 주변 AP의 수를 산출하고 상기 AP의 수에 따라 상기 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정하는 제4단계를 더 포함한다.
상기 제2단계에서 상기 각 단말에 유니캐스트 방식으로 UDP 패킷 형태의 상기 메시지를 전송하여 해당 단말로부터 상기 응답을 수신한다.
상기 제2단계는, 제1변조방식으로 전송한 상기 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 변조방식 리스트 중에서 상기 제1변조방식 보다 한 단계 낮은 전송률의 제2변조방식으로 상기 메시지를 다시 전송하는 단계를 포함한다.
상기 제4단계는, 상기 AP의 수가 0이면 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 제4단계는, 상기 AP의 수가 1이상 제1임계치 보다 작은 경우에, 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식 보다 낮은 전송률의 제1변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계를 포함한다.
상기 제4단계는, 상기 AP의 수가 상기 제1임계치 이상 제2임계치 이하인 경우에, 상기 제1변조방식 보다 낮은 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 일면에 따른 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽 전송을 위한 장치는, 멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 정보를 수집하는 IGMP 관리부; 및 상기 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지를 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는 링크상태 확인부를 포함하고, 상기 링크상태 확인부는, 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정한다.
상기 멀티캐스트 트래픽 전송 장치, 주변 AP의 수를 산출하고 상기 AP의 수에 따라 상기 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정하는 마진 결정부를 더 포함한다.
상기 링크상태 확인부는, 상기 각 단말에 유니캐스트 방식으로 UDP 패킷 형태의 상기 메시지를 전송하여 해당 단말로부터 상기 응답을 수신한다.
상기 링크상태 확인부는, 제1변조방식으로 전송한 상기 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 변조방식 리스트 중에서 상기 제1변조방식 보다 한 단계 낮은 전송률의 제2변조방식으로 상기 메시지를 다시 전송한다.
상기 마진 결정부는, 상기 AP의 수가 0이면 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정한다.
상기 마진 결정부는, 상기 AP의 수가 1이상 제1임계치 보다 작은 경우에, 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식 보다 낮은 전송률의 제1변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정한다.
상기 마진 결정부는, 상기 AP의 수가 상기 제1임계치 이상 제2임계치 이하인 경우에, 상기 제1변조방식 보다 낮은 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정한다.
본 발명에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치에 따르면, IEEE 802.11 표준에서의 기존 멀티캐스트 전송방식과 달리, 기존 단말에 추가적인 기능구현 없이 기존 단말을 그대로 활용할 수 있으며, AP에만 기능을 구현하여 AP에서의 처리만으로 멀티캐스트 그룹에 속한 단말 링크 상태에 따라 멀티캐스트 전송 속도가 조절됨으로써, 전송 효율성을 증가시키고, AP와 단말간의 링크 상태에 따라 넓은 대역폭의 서비스도 가능하다.
도 1은 일반적인 무선랜에서 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드캐스트 트래픽 전송 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일반적인 멀티캐스트 트래픽 전송 방식의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치에서의 최소 링크 상태 정보의 결정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치에서의 멀티캐스트 트래픽 전송 변조 방식의 결정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치에서의 효율적인 멀티캐스트 트래픽 전송을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)는 무선랜(Wireless LAN)의 AP(Access Point)에 구현될 수 있으며, 제어부(110), 메모리(111), IGMP(Internet Group Management Protocol) 관리부(120), 링크상태 확인부(130), 마진(margin) 결정부(140), 및 전송 변조 처리부(150)를 포함한다.
제어부(110)는 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽(데이터)이 원활하게 송수신될 수 있도록 위와 같은 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)의 각 구성요소의 전반적인 제어를 담당한다.
메모리(111)는 휘발성 또는 비휘발성 저장장치 일 수 있으며, 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)의 동작에 필요한 정보들을 저장한다.
IGMP 관리부(120)는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)가 장착된 AP의 멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 단말 정보(MAC 주소 등)를 메모리(111)에 수집한다. 예를 들어, IGMP 관리부(120)는 멀티캐스트 그룹에 조인(join)하는 단말의 MAC주소를 메모리(111)에 관리되는 단말 리스트에 추가할 수 있고, 해당 멀티캐스트 그룹에서 리브(leave)하는 단말의 MAC주소를 메모리(111)에 관리되는 단말 리스트에서 삭제할 수 있다. 멀티캐스트 그룹은 복수일 수도 있으며 IGMP 관리부(120)는 멀티캐스트 그룹별로 각 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 단말 정보(MAC 주소 등)를 메모리(111)에 수집할 수 있다.
링크상태 확인부(130)는 IGMP 관리부(120)가 메모리(111)에 수집하는 단말 정보에 기초하여, 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지(데이터가 포함되지 않은 UDP 패킷 형태)을 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정한다. 이에 따라 링크상태 확인부(130)는 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정할 수 있다. 링크상태 확인부(130)는 멀티캐스트 그룹별로 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하고, 최소 링크 상태 정보를 결정할 수 있다.
마진(margin) 결정부(140)는 주위에 설치된 적어도 하나 이상의 AP로부터 수신되는 비콘(beacon) 신호나 Probe Response신호에 기초하여 주변 AP의 수를 산출하고, 산출한 AP의 수에 따라 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정한다.
위와 같이 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식이 결정되면, 전송 변조 처리부(150)는 해당 변조 방식으로 트래픽(데이터)를 변조하여 그룹내의 단말들로 전송한다. 변조 방식으로 256QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 64QAM, 16QAM, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), BPSK(Binary Phase Shift Keying) 등 다양한 방식이 이용될 수 있다.
기존의 일반적인 멀티캐스트 트래픽 전송 방식은 멀티캐스트 그룹에 속한 단말 링크 상태 정보를 전혀 획득할 수 없는 구조로서, 멀티캐스트 트래픽 전송이 단말 링크 상태와는 무관하게 일류적으로 낮은 변조방식을 적용하여 전송 비효율이 발생하고, 대역폭 부족으로 멀티캐스트 서비스 자체가 불가한 경우가 발생하였으나, 본 발명에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)에서는 링크상태 확인부(130)가 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지(데이터가 포함되지 않은 UDP 패킷 형태)을 전송하여 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 확인하여 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을 결정함으로써, 이에 기초하여 마진(margin) 결정부(140)가 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정하도록 하여, AP에만 기능을 구현하여 AP에서의 처리만으로 멀티캐스트 그룹에 속한 단말 링크 상태에 따라 멀티캐스트 전송 속도가 조절됨으로써, 전송 효율성을 증가시키고, AP와 단말간의 링크 상태에 따라 넓은 대역폭의 서비스도 가능하도록 하였다. IEEE 802.11 표준에서의 기존 멀티캐스트 전송방식과 달리, 본 발명에서는 기존 단말에 추가적인 기능구현 없이 기존 단말을 그대로 활용할 수 있으며, AP에서의 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)의 동작으로 위와 같이 전송 효율성을 증가시키고, 넓은 대역폭의 서비스도 가능하다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)에서의 최소 링크 상태 정보의 결정에 대하여 좀더 자세히 설명한다.
먼저, 링크상태 확인부(130)는 IGMP 관리부(120)가 메모리(111)에 수집하는 단말 정보에 기초하여, 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지(데이터가 포함되지 않은 UDP 패킷 형태)을 전송하기 위하여, i=1로 초기화한다(S11). 링크상태 확인부(130)는 멀티캐스트 그룹에 조인된 단말들 중 i 번째 단말 i을 지정하여(S12), 해당 단말i에 대하여 가장 높은 전송률의 변조방식을 변조방식 a로 설정하고(S13), 유니캐스트 방식으로 단말i에 데이터가 포함되지 않은 UDP 패킷을 변조방식 a로 1회 전송한다(S14). 이때 사용되는 패킷 전송방식은 멀티캐스트 데이터 전송과 유사하게 구현하기 위하여 데이터를 가지지 않는 짧은 프레임의 UDP 패킷 형태가 사용되는 것이며, MAC계층에서의 UDP 패킷 전송 횟수는 1회로 제한하는 것이 바람직하다. 멀티캐스트 데이터 전송과 동일하게 1회의 UDP 패킷 전송만을 허가하면서도, 유니캐스트로 전송하기 때문에 전송성공여부를 Ack(응답) 신호를 통하여 확인할 수 있다.
위와 같이 가장 높은 전송률의 변조방식으로 전송한 UDP 패킷 형태의 메시지에 대한 응답을 단말로부터 수신하지 못하면(S15), 링크상태 확인부(130)는 메모리(111)에 저장된 변조방식 리스트 중에서 한 단계 낮은 전송률의 변조방식으로 UDP 패킷 형태의 메시지를 다시 전송한다(S16). 예를 들어, 변조방식 256QAM에서 시작하여 64QAM, 16QAM, QPSK, BPSK 등의 순서로 변조방식을 한단계씩 낮은 전송률로 UDP 패킷을 전송해 나갈 수 있다.
S14 단계에서, UDP 패킷 전송 횟수를 1회로 하였으나, 경우에 따라서는, 단말로부터 응답을 수신하지 못하는 경우에, 다시 해당 단말 i에 UDP 패킷을 재전송하여 다시 응답을 기다릴 수도 있다. 이때 미리 정해진 복수회의 UDP 패킷 전송에 대하여도 해당 응답을 단말로부터 수신하지 못하면, 링크상태 확인부(130)는 메모리(111)에 저장된 변조방식 리스트 중에서 한 단계 낮은 전송률의 변조방식으로 UDP 패킷 형태의 메시지를 다시 전송할 수도 있다.
이와 같이 UDP 패킷 전송에 사용되는 변조방식은 가장 높은 전송률의 변조방식에서 시작해서 전송 실패시마다 변조방식을 순차적으로 감소시켜서 적용하며, Ack 신호를 수신하여 전송성공이 확인되면, 링크상태 확인부(130)는 해당 변조방식을 Ack 신호를 전송한 해당 단말 i에서 사용되는 변조방식으로 결정하여 해당 변조 방식a를 메모리(110)에 기록한다.
멀티캐스트 그룹에 조인된 모든 단말에 대하여 이와 같은 S12 내지 S17 과정이 반복되며(S18, S19), 링크상태 확인부(130)는 주기적으로 해당 멀티캐스트 그룹에 속한 단말들에 대해서 위와 같은 과정을 반복 수행하여, 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정하여 메모리(110)에 기록할 수 있다(S20). 각 그룹별로 최소 링크 상태 정보 획득 과정이 반복 수행될 수 있다.
이에 따라 해당 멀티캐스트 그룹에 조인된 모든 단말은 해당 멀티캐스트그룹의 최소 링크 상태 정보 이상으로 AP와 연결 상태를 유지하기 때문에, 전송 변조 처리부(150)가 이러한 최소 링크 상태 정보에 맞춰 해당 전송변조방식을 적용하여 멀티캐스트 트래픽을 전송하면, 해당 그룹내 모든 단말에서 트래픽의 수신이 원활해 진다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)에서의 멀티캐스트 트래픽 전송 변조 방식의 결정을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 마진 결정부(140)는 주위에 설치된 AP의 수에 따라 멀티캐스트 트래픽 전송 변조 방식의 마진을 결정하기 위하여, 주변 AP 정보를 수집한다(S21). 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)가 장착되는 AP의 주위에는 0 또는 하나 이상의 AP가 설치될 수 있으며, 주변 AP들은 자신의 존재를 알리기 위한 소정 비콘(beacon) 신호나 Probe Response신호를 보낼 수 있다. 이에 따라 마진 결정부(140)는 주위에 설치된 AP들에서 수신되는 비콘(beacon) 신호나 Probe Response신호에 기초하여 주변 AP의 수를 산출할 수 있다(S22).
마진 결정부(140)는 산출한 AP의 수에 기초하여 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정할 수 있다(S23 ~S28).
예를 들어, 주위에 설치된 AP가 없으면(AP의 존재를 알리기 위한 소정 비콘 신호나 Probe Response신호를 하나도 수신하지 못하면), 마진 결정부(140)는 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정할 수 있다(S24, S28).
또한, 주위에 설치된 AP의 수가 1이상 제1임계치(예를 들어, A 개, A는 자연수임) 보다 작은 경우에, 마진 결정부(140)는 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식 보다 낮은 전송률의 제1변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정할 수 있다(S26, S28). 예를 들어, 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식이 64QAM인 경우에, 제1변조방식은 64QAM 보다 한 단계 낮은 전송률의 변조 방식인 16QAM일 수 있다. 변조 방식을 낮은 전송률의 방식으로 바꾸어 줌으로써, AP들이 CSMA/CA 전송 방식으로 트래픽을 전송할 때 AP 들 간의 신호 충돌로 인하여 간섭이 발생하는 문제를 줄일 수 있다.
또한, 주위에 설치된 AP의 수가 A 개 이상, 예를 들어, 제1임계치 이상 제2임계치(예를 들어, B 개, B는 A보다 큰 자연수임) 이하인 경우에, 마진 결정부(140)는 위의 제1변조방식 보다 낮은 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정할 수 있다(S27, S28). 예를 들어, 변조 방식 리스트에 저장된 높은 전송률 순서의 변조 방식들이 256QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK, BPSK 등인 경우에, 제2변조방식은 16QAM 보다 한 단계 낮은 전송률의 변조 방식인 QPSK일 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티캐스트 트래픽 전송 장치(100)에서의 효율적인 멀티캐스트 트래픽 전송을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서는 주위에 설치된 AP의 수가 0인 경우를 나타낸다.
예를 들어, AP의 링크상태 확인부(130)는 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지(데이터가 포함되지 않은 UDP 패킷 형태)을 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는데, 도 6의 상단 그림과 같이, 링크상태 확인부(130)는 두 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식(예를 들어, Linkrate 48Mbps의 변조방식)을, 최소 링크 상태 정보로 결정할 수 있다. 마진(margin) 결정부(140)는 주위에 설치된 AP가 없으므로, 링크상태 확인부(130)가 결정한 최소 링크 상태 정보에 마진0을 반영하게 되고, 최소 링크 상태 정보에 대응된 변조 방식, 예를 들어, Linkrate 48Mbps의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정한다. 이와 같이 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식이 결정되면, 전송 변조 처리부(150)는 해당 변조 방식, 예를 들어, Linkrate 48Mbps의 변조 방식으로 트래픽(데이터)를 변조하여 그룹내의 단말들로 전송한다. 도 6의 하단 그림에서는, 두 단말의 변조 방식이 Linkrate 54Mbps와 18Mbps의 변조 방식이고, 위와 같은 과정에 따라 AP의 전송 변조 처리부(150)가 Linkrate 18Mbps의 변조 방식으로 트래픽(데이터)를 변조하여 그룹내의 단말들로 전송하는 예이다.
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.
100: 멀티캐스트 트래픽 전송 장치
110: 제어부
111: 메모리
120: IGMP 관리부
130: 링크상태 확인부
140: 마진 결정부
150: 전송 변조 처리부

Claims (14)

  1. 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽 전송 방법에 있어서,
    멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 정보를 수집하는 제1단계;
    상기 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지를 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는 제2단계; 및
    상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정하는 제3단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계 후에,
    주변 AP의 수를 산출하고 상기 AP의 수에 따라 상기 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정하는 제4단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계에서 상기 각 단말에 유니캐스트 방식으로 UDP 패킷 형태의 상기 메시지를 전송하여 해당 단말로부터 상기 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는,
    제1변조방식으로 전송한 상기 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 변조방식 리스트 중에서 상기 제1변조방식 보다 한 단계 낮은 전송률의 제2변조방식으로 상기 메시지를 다시 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 AP의 수가 0이면 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 AP의 수가 1이상 제1임계치 보다 작은 경우에, 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식 보다 낮은 전송률의 제1변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제4단계는,
    상기 AP의 수가 상기 제1임계치 이상 제2임계치 이하인 경우에, 상기 제1변조방식 보다 낮은 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 방법.
  8. 무선랜의 AP에서 멀티캐스트 트래픽 전송을 위한 장치에 있어서,
    멀티캐스트 그룹에 조인된 적어도 하나 이상의 단말에 대한 정보를 수집하는 IGMP 관리부; 및
    상기 멀티캐스트 그룹에 조인된 각 단말에 링크상태 확인을 위한 메시지를 전송하여 해당 단말로부터의 응답 여부에 따라 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식을 결정하는 링크상태 확인부를 포함하고,
    상기 링크상태 확인부는, 상기 각 단말에서 전송에 이용되는 변조 방식 중 가장 낮은 전송률의 변조방식을, 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식의 결정에 기초가 되는 최소 링크 상태 정보로 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    주변 AP의 수를 산출하고 상기 AP의 수에 따라 상기 최소 링크 상태 정보에 마진을 반영하여 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식을 결정하는 마진 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 링크상태 확인부는, 상기 각 단말에 유니캐스트 방식으로 UDP 패킷 형태의 상기 메시지를 전송하여 해당 단말로부터 상기 응답을 수신하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 링크상태 확인부는,
    제1변조방식으로 전송한 상기 메시지에 대한 응답을 수신하지 못하면 변조방식 리스트 중에서 상기 제1변조방식 보다 한 단계 낮은 전송률의 제2변조방식으로 상기 메시지를 다시 전송하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 마진 결정부는,
    상기 AP의 수가 0이면 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 마진 결정부는,
    상기 AP의 수가 1이상 제1임계치 보다 작은 경우에, 상기 최소 링크 상태 정보에 대응되는 전송률의 변조방식 보다 낮은 전송률의 제1변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 마진 결정부는, 상기 AP의 수가 상기 제1임계치 이상 제2임계치 이하인 경우에, 상기 제1변조방식 보다 낮은 전송률의 변조방식을 멀티캐스트 트래픽의 전송을 위한 변조 방식으로 결정하는 것을 특징으로 하는 멀티캐스트 트래픽 전송 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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