KR20140034539A - Fairness enhancement scheme for multimedia traffic in ieee 802.11e wireless lans - Google Patents

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KR20140034539A KR1020120100990A KR20120100990A KR20140034539A KR 20140034539 A KR20140034539 A KR 20140034539A KR 1020120100990 A KR1020120100990 A KR 1020120100990A KR 20120100990 A KR20120100990 A KR 20120100990A KR 20140034539 A KR20140034539 A KR 20140034539A
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Abstract

The present invention relates to a fairness enhancement method for multimedia traffic in a wireless LAN and, more specifically, to a fairness enhancement method for multimedia traffic in an IEEE 802.11e wireless LAN comprising: a first process for calculating transmission opportunity (TXOP) limit using channel utilization information of a network in a QoS access point (QAP); a second process for enabling the QAP to transmit the TXOP limit obtained in the first process to all terminals using a beacon frame; and a third process for calculating TXOP limit, which will be actually used, according to the queue utilization of the terminal and the TXOP limit which is obtained by the respective terminals by receiving the beacon frame. As above, a technical solution pursued in the present invention dynamically controls the TXOP limit value by considering the channel utilization and the queue utilization to solve a fairness problem according to a traffic amount in the IEEE 802.11e wireless LAN environment. When the channel usage rate of the whole networks is low, the large amount of the data packet is able to be transmitted according to the high rate of the unused channel rate. Channel competition rates are decreased by transmitting more data packets by allocating the larger TXOP limit to the terminal including many packets in the queue.

Description

무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법{Fairness Enhancement Scheme for Multimedia Traffic in IEEE 802.11e Wireless LANs}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a method of improving fairness of multimedia traffic in a wireless LAN,

본 발명은 IEEE 802.11e 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 네트워크의 채널 사용률과 단말의 멀티미디어 트래픽 양을 고려한 동적 TXOP(Transmission Opportunity) 제어 방법을 제공하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법에 관한 것이다.
[0001] The present invention relates to a method for improving the fairness of multimedia traffic in an IEEE 802.11e wireless LAN, and more particularly, to a dynamic TXOP (Transmission Opportunity) control method considering a channel usage rate of a network and an amount of multimedia traffic of a terminal, And a method for improving the fairness of traffic.

일반적으로 멀티미디어 트래픽은 지연한도(Delay Bound) 내에 수신 단말에게 전송되어야 하며, 멀티미디어 트래픽이 지연한도 내에 수신 단말에게 전송되지 않으면 트래픽은 폐기되어 진다. 이는 멀티미디어 트래픽의 품질과 네트워크의 성능 저하를 초래한다.Generally, the multimedia traffic should be transmitted to the receiving terminal within the delay bound. If the multimedia traffic is not transmitted to the receiving terminal within the delay limit, the traffic is discarded. This causes the quality of the multimedia traffic and the performance of the network to deteriorate.

IEEE 802.11e EDCA (enhanced distributed channel access)에서는 트래픽의 서비스 차별화 및 QoS(Quality of Service)를 제공하기 위해 여러 파라미터를 정의하고 있다. 대표적인 파라미터가 TXOP(Transmission Opportunity)이고, TXOP는 시간 길이이며 주어진 시간 동안 여러 데이터 패킷을 연속해서 전송할 수 있다.IEEE 802.11e enhanced distributed channel access (EDCA) defines several parameters to provide service differentiation and quality of service (QoS) of traffic. A typical parameter is TXOP (Transmission Opportunity), and TXOP is time length and can transmit multiple data packets continuously for a given time.

현재 IEEE 802.11e 표준에서는 모든 단말이 동일한 TXOP 값을 사용한다. 모든 단말이 같은 멀티미디어 응용에서 생성된 트래픽을 전송한다면 원할하게 동작한다. 그러나 단말이 서로 다른 멀티미디어 응용에서 생성된 트래픽을 전송하는 경우, 공평성 문제가 발생한다. In the current IEEE 802.11e standard, all terminals use the same TXOP value. All terminals operate smoothly if they transmit traffic generated in the same multimedia application. However, when a terminal transmits traffic generated in different multimedia applications, a fairness problem arises.

한편, IEEE 802.11e EDCA의 TXOP 방법에서 모든 단말은 동일한 TXOP limit을 갖는다. 각 단말의 트래픽 양이 같은 경우에는 공평하게 대역폭을 할당하게 되어 문제가 발생하지 않는다. On the other hand, all terminals in the TXOP method of IEEE 802.11e EDCA have the same TXOP limit. When the amount of traffic of each terminal is the same, the bandwidth is allocated equally and no problem occurs.

그러나 각 단말이 서로 다른 트래픽 생성율을 갖는 멀티미디어 응용 서비스를 지원한다면 공평성 문제가 발생한다. 이는 트래픽 생성율이 다르기 때문에 각 단말은 서로 다른 트래픽 양은 갖는다. However, if each terminal supports multimedia application services with different traffic generation rates, fairness problems arise. Because each traffic generation rate is different, each terminal has different amount of traffic.

이러한 상황에서, 모든 단말이 동일한 TXOP limit 값을 사용하면 멀티미디어 트래픽 양이 적은 단말은 큐에 대기 중인 데이터 패킷을 빠르게 전송할 수 있게 된다. 그러므로 단말은 패킷의 지연 한도를 만족시켜 좋은 성능을 갖는다. 그러나 멀티미디어 트래픽 양이 많은 단말은 여러 번의 백오프(backoff) 과정을 수행하게 되어 패킷의 전송대기 시간이 길어지게 된다. In this situation, if all terminals use the same TXOP limit value, a terminal with a small amount of multimedia traffic can quickly transmit a data packet waiting in a queue. Therefore, the terminal satisfies the delay limit of the packet and has a good performance. However, a terminal with a large amount of multimedia traffic performs a number of backoff processes, which increases the waiting time for transmission of the packet.

이로 인해 패킷의 지연 한도를 만족시키지 못해 수신 단말이 패킷을 폐기하게 되고 결과적으로 멀티미디어 트래픽의 성능을 저하시키게 된다. 따라서 트래픽 양이 적은 단말은 많은 단말에 비해 항상 좋은 성능을 갖는다. 이는 트래픽 양에 따른 단말간의 공평성 문제를 야기시킨다.As a result, the delay limit of the packet can not be satisfied and the receiving terminal discards the packet, thereby degrading the performance of the multimedia traffic. Therefore, terminals with low traffic volume always have better performance than many terminals. This causes a fairness problem between the terminals due to the amount of traffic.

도 1은 종래의 단말 수에 따른 지연한도 내 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면으로, 모든 단말이 동일한 TXOP limit을 갖는 IEEE 802.11e EDCA 방법에 대해 단말 수에 따른 지연한도 전송 성공률(Delay Bound Success Ratio)의 표준편차(Standard Deviation)를 나타낸다. 여기서, 지연한도 전송 성공률은 수신 단말에게 전송된 전체 데이터 패킷 수에 대한 지연한도를 만족시켜 성공적으로 전송 완료된 패킷 수의 비율을 나타낸다.1 is a diagram showing a standard deviation of the transmission success rate within the delay limit according to the number of terminals, delay delay transmission success ratio according to the number of terminals for the IEEE 802.11e EDCA method in which all terminals have the same TXOP limit Standard Deviation. Here, the delay limit transmission success rate indicates the ratio of the number of successfully completed packets satisfying the delay limit with respect to the total number of data packets transmitted to the receiving terminal.

도 1에 도시된 바와 같이 단말 수가 적을 때는 표준편차 차이가 거의 없는 것으로 나타나며, 이는 네트워크에서 전송해야 할 트래픽 양이 적어 각 단말의 트래픽 양에 상관없이 바로 전송이 가능하기 때문이다. 그러나 단말 수가 4개 이상이 되면 각 단말별 전송 성공률의 표준편차가 커진다. 이는 멀티미디어 트래픽 양이 많은 단말의 패킷 전송 대기 시간이 길어져 전송 성공률이 낮아지기 때문이다. As shown in FIG. 1, when the number of terminals is small, there is almost no difference in standard deviation. This is because the amount of traffic to be transmitted in the network is small and transmission is possible regardless of the amount of traffic of each terminal. However, if the number of terminals exceeds four, the standard deviation of transmission success rate for each terminal increases. This is because the packet transmission latency of a terminal having a large amount of multimedia traffic is increased and the transmission success rate is lowered.

또한, 단말 수가 6개 이상이 되면 모든 단말의 전송 성공률이 낮아지기 때문에 표준편차 또한 작아진다. 이와 같이 각 단말별 멀티미디어 트래픽 양에 따라 제공받는 QoS가 달라지는 문제점이 발생한다.
In addition, when the number of terminals is six or more, the standard deviation becomes smaller because the transmission success rate of all terminals is lowered. As described above, there is a problem that QoS to be provided varies according to the amount of multimedia traffic for each terminal.

S. Kim, R. Huang, and Y. Fang. Deterministic priority channel access scheme for QoS support in IEEE 802.11e wireless LANs. IEEE Transactions on Vehicular Technology. Vol. 58, No. 2, (2009), 855-864.S. Kim, R. Huang, and Y. Fang. Deterministic priority channel access scheme for QoS support in IEEE 802.11e wireless LANs. IEEE Transactions on Vehicular Technology. Vol. 58, No. 2, (2009), 855-864. N. Cranley and M. Davis. An experimental investigation of IEEE 802.11e TXOP facility for real-time video streaming. Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference. (2007), 2075-2080.N. Cranley and M. Davis. An experimental investigation of IEEE 802.11e TXOP facility for real-time video streaming. Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference. (2007), 2075-2080. J. Zhu, A. Fapojuwo. A new call admission control method for providing desired throughput and delay performance in IEEE802.11e wireless LANs, IEEE Transactions on Wireless Communications. Vol. 6, No. 2, (2007), 701-709.J. Zhu, A. Fapojuwo. A new call admission control method for providing desired throughput and delay performance in IEEE 802.11e wireless LANs, IEEE Transactions on Wireless Communications. Vol. 6, No. 2, (2007), 701-709. X. Chen, H. Zhai, and Y. Fang. Supporting QoS in IEEE 802.11e wireless LANs. IEEE Transactions on Wireless Communications. Vol. 5, No. 8, (2006), 2217-2227.X. Chen, H. Zhai, and Y. Fang. Supporting QoS in IEEE 802.11e wireless LANs. IEEE Transactions on Wireless Communications. Vol. 5, No. 8, (2006), 2217-2227. S. Kim and Y.J. Cho. Channel time allocation scheme based on feedback information in IEEE 802.11e wireless LANs. Elsevier Computer Networks, Vol. 51, No. 10, (2007), 2771-2787.S. Kim and Y.J. Cho. Channel time allocation scheme based on feedback information in IEEE 802.11e wireless LANs. Elsevier Computer Networks, Vol. 51, No. 10, (2007), 2771-2787.

본 발명은 이상과 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, IEEE 802.11e 무선 랜 환경에서 트래픽 양에 따른 공평성 문제를 해결하기 위하여 채널 사용률(Channel Utilization)과 큐 사용률(Queue Utilization)을 고려하여 동적으로 TXOP limit 값을 조절하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to overcome the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for improving channel quality and channel utilization in an IEEE 802.11e wireless LAN environment by considering channel Utilization and Queue Utilization The present invention provides a method for improving the fairness of multimedia traffic in a wireless LAN that dynamically adjusts a TXOP limit value.

또한, 본 발명은 QAP에서 네트워크의 채널 사용률에 따라 TXOP limit을 계산하고, 비콘 프레임을 통해 전송하는 과정과, 각 단말이 비콘 프레임을 수신한 후에 얻은 TXOP limit과 단말 자신의 큐 사용률에 따라 실제 사용할 TXOP limit을 계산하는 과정으로 이루어지는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
In addition, the present invention calculates the TXOP limit according to the channel utilization of the network in the QAP, and transmits through the beacon frame, and actually used according to the TXOP limit obtained after each terminal receives the beacon frame and the terminal's own queue utilization An object of the present invention is to provide a method for improving fairness of multimedia traffic in a wireless LAN including a process of calculating a TXOP limit.

이와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 IEEE 802.11e 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법은, IEEE 802.11e 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법에 있어서, QAP(QoS Accese Point)에서 네트워크의 채널 사용률(Channel Utilization) 정보를 이용하여 TXOP(Transmission Opportunity) limit을 계산하는 제1 과정과; QAP는 제1 과정에서 얻어진 TXOP limit을 비콘 프레임을 통해 모든 단말로 전송하는 제2 과정; 및 각 단말이 비콘 프레임을 수신하여 얻은 TXOP limit과 단말 자신의 큐 사용률(Queue Utilization)에 따라 실제 사용할 TXOP limit을 계산하는 제3 과정;을 포함한다.The method for improving the fairness of multimedia traffic in the IEEE 802.11e WLAN according to the present invention for achieving the object of the present invention, in the method for improving fairness of multimedia traffic in the IEEE 802.11e WLAN, in QAP (QoS Accese Point) Calculating a Transmission Opportunity (TXOP) limit using Channel Utilization information of the network; QAP is a second step of transmitting the TXOP limit obtained in the first step to all the terminals through the beacon frame; And a third step of calculating a TXOP limit to be actually used according to the TXOP limit obtained by receiving each beacon frame and the UE's own queue utilization (Queue Utilization).

본 발명의 상기 제1 과정의 QAP에서 캐리어 센싱을 통해 비콘 프레임 주기 시간 동안 채널 사용 시간을 측정하는 과정을 더 포함하되, 상기 채널 사용률은 채널 비지(Busy) 시간을 비콘 프레임 전송 주기로 나눠 계산하며,[수학식 1] 비지 시간은 각 단말이 패킷을 전송할 때 전송 성공 유무와 상관없이 채널이 사용되는 시간을 의미하는 것을 특징으로 한다.The method may further include measuring a channel use time during a beacon frame cycle time through carrier sensing in the QAP of the first process of the present invention, wherein the channel utilization factor divides a channel busy time by a beacon frame transmission period, [Equation 1] The busy time is a time when a channel is used regardless of the success or failure of transmission when each terminal transmits a packet.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, C_Util은 채널 사용률이고, Busy는 채널 비지 시간, BeaconPeriod는 비콘 프레임의 주기이다.Where C_Util is the channel usage rate, Busy is the channel busy time, and BeaconPeriod is the period of the beacon frame.

본 발명의 상기 제1 과정에서, 상기 채널 사용률은 매번 계산할 때마다 매우 불규칙하게 변동하기 때문에 계산된 값을 그대로 사용하면 네트워크 성능이 저하되므로 이동 평균 윈도우(moving average window)를 이용하여 [수학식 2]로 계산하는 것을 특징으로 한다.In the first step of the present invention, since the channel utilization rate fluctuates very irregularly every time the calculation is performed, if the calculated value is used as it is, the network performance is degraded. ]. ≪ / RTI >

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, C_Util current n번째 비콘 프레임 주기에 측정하여 계산된 채널 사용률, C_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값, C_Util n n번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값, α는 평활 인수(Smoothing Factor)로써 [0, 1]의 값이다.Here, C_Util current is the n-th beacon frame period calculated by measuring the channel utilization, C_Util n -1 n -1-th beacon frame is a moving average value calculation cycle after, C_Util n is computed after moving the frame (n) th beacon period average And α is a smoothing factor, which is a value of [0, 1].

본 발명의 상기 제3 과정에서, 큐 사용률(Q_Util)은 큐에 어느 정도의 데이터 패킷이 저장되어 있는지를 나타내는 값으로, [수학식 5]로 계산하는 것을 특징으로 한다.In the third step of the present invention, the queue utilization rate ( Q_Util ) is a value indicating how much data packets are stored in the queue, and is calculated using Equation (5).

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, Q size 는 큐가 저장할 수 있는 최대 패킷 수이고, Q packet 은 현재 큐에 저장된 패킷 수이다.Where Q size is the maximum number of packets the queue can store, and Q packet is the number of packets currently stored in the queue.

볼 발명의 상기 제3 과정에서, 상기 큐 사용률은 트래픽 발생 패턴을 반영하기 위하여 이동 평균 윈도우를 이용하여 [수학식 6]으로 계산하는 것을 특징으로 한다.In the third process of the present invention, the queue usage rate is calculated using Equation (6) using a moving average window to reflect a traffic generation pattern.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서, Q_Util current n번째 비콘 프레임 수신 후에 측정한 큐 사용률, Q_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값, Q_Util n n번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값이다.
Here, Q_Util current queue is measured after the (n) th beacon frame received usage, Q_Util n -1 is the n -1-th beacon frame is received after the moving average value computation, Q_Util n is the moving average value calculated after the n-th beacon frame received .

이상과 같이 본 발명에서 추구하는 기술적 문제 해결은 IEEE 802.11e 무선 랜 환경에서 트래픽 양에 따른 공평성 문제를 해결하기 위하여 채널 사용률(Channel Utilization)과 큐 사용률(Queue Utilization)을 고려하여 동적으로 TXOP limit 값을 조절하는 것으로, 네트워크 전체 채널 사용률이 낮은 경우 사용하지 않는 채널의 비율이 높아 더 많은 데이터 패킷 전송을 수용할 수 있게 되고, 이때 큐에 많은 패킷을 갖고 있는 단말에 더 큰 TXOP limit을 할당하여 더 많은 데이터 패킷을 전송할 수 있도록 하므로 채널 경쟁률이 낮아지게 되는 장점이 있다.As described above, in order to solve the problem of fairness according to the amount of traffic in the IEEE 802.11e wireless LAN environment, the TXOP limit value is dynamically considered in consideration of channel utilization and queue utilization. If the overall network utilization is low, the ratio of unused channels is high to accommodate the transmission of more data packets.In this case, a larger TXOP limit is assigned to a terminal having many packets in the queue. Since many data packets can be transmitted, the channel contention rate is lowered.

또한, 본 발명은 패킷 충돌 확률이 낮아지게 되므로 채널 낭비를 줄일 수 있어 전체적인 네트워크 성능을 향상시킬 수 있으며, 이는 큐에 데이터 패킷이 적은 단말에게 상대적으로 작은 TXOP limit을 사용하게 함으로써 멀티미디어 트래픽의 QoS 저하를 초래할 수도 있지만 모든 단말 간 트래픽 양의 차이와 상관없이 공평한 QoS를 제공할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention can reduce the channel waste because the packet collision probability is lowered to improve the overall network performance, which reduces the QoS of multimedia traffic by using a relatively small TXOP limit to the terminal with a small number of data packets in the queue Although it may cause a problem, there is an effect that can provide a fair QoS regardless of the difference in the amount of traffic between all terminals.

도 1은 종래의 단말 수에 따른 지연한도 내 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 단말 수에 따른 채널 사용률 변화를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 QAP에서 채널 사용률에 따른 TXOP limit 할당 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 단말 수에 따른 큐 사용률 변화를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 단말에서 큐 사용률에 따른 TXOP limit 할당 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 단말 수에 따른 체널 사용률과 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 단말 수에 따른 큐 사용률과 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면이다.
FIG. 1 is a diagram showing a standard deviation of a transmission success rate within a delay limit according to a conventional number of terminals.
FIG. 2 is a diagram illustrating a channel usage rate change according to the number of terminals of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a TXOP limit allocation process according to a channel usage rate in the QAP of the present invention.
4 is a diagram illustrating a change in a queue usage rate according to the number of terminals of the present invention.
5 is a diagram illustrating a process of assigning a TXOP limit according to a queue usage rate in a terminal of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating channel utilization rates and transmission success rate standard deviations according to the number of terminals of the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a queue usage rate and a standard deviation of transmission success rate according to the number of terminals of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 단말 수에 따른 채널 사용률 변화를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 QAP에서 채널 사용률에 따른 TXOP limit 할당 과정을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 단말 수에 따른 큐 사용률 변화를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 단말에서 큐 사용률에 따른 TXOP limit 할당 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 단말 수에 따른 체널 사용률과 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 단말 수에 따른 큐 사용률과 전송 성공률 표준편차를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a TXOP limit allocation process according to a channel usage rate in the QAP of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating a process of allocating a queue according to the number of terminals according to the present invention. FIG. 5 is a diagram illustrating a process of allocating a TXOP limit according to a queue usage rate in a terminal according to the present invention. FIG. 6 is a diagram illustrating a channel usage rate and a standard deviation of transmission success rate according to the number of terminals of the present invention, FIG. 7 is a diagram illustrating a queue usage rate and a standard deviation of transmission success rate according to the number of terminals of the present invention.

먼저, 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법은 QAP(QoS Accese Point)에서 네트워크의 채널 사용률(Channel Utilization) 정보를 이용하여 TXOP(Transmission Opportunity) limit을 계산하는 제1 과정과, QAP는 제1 과정에서 얻어진 TXOP limit을 비콘 프레임을 통해 모든 단말로 전송하는 제2 과정, 및 각 단말이 비콘 프레임을 수신하여 얻은 TXOP limit과 단말 자신의 큐 사용률(Queue Utilization)에 따라 실제 사용할 TXOP limit을 계산하는 제3 과정을 포함한다.First, as shown in FIGS. 2 to 7, a method for improving fairness of multimedia traffic in a wireless LAN according to the present invention uses TXOP (Transmission Opportunity) by using channel utilization information of a network in a QAP (QoS Accese Point). ) first step of calculating the limit, QAP is a second step of transmitting the TXOP limit obtained in the first step to all the terminals through the beacon frame, and the TXOP limit obtained by each terminal receives the beacon frame and the UE's own queue And a third process of calculating the TXOP limit to be used according to the utilization rate (Queue Utilization).

QAP(QoS Accese Point)에서 TXOP limit을 계산하기 위해 네트워크의 채널 사용률 정보를 이용한다. 여기서, 채널 사용률은 채널 비지(Busy) 시간을 비콘 프레임 전송 주기로 나눠 계산하며, 비지 시간은 각 단말이 패킷을 전송할 때 전송 성공 유무와 상관없이 채널이 사용되는 시간을 의미한다.The channel utilization information of the network is used to calculate the TXOP limit in the QAP (QoS Accese Point). Here, the channel usage rate is calculated by dividing the channel busy time by the beacon frame transmission period, and the busy time is a time when the channel is used regardless of whether the transmission is successful when each terminal transmits a packet.

QAP는 캐리어 센싱을 통해 비콘 프레임 주기 시간 동안 채널 사용 시간을 측정한다. 측정된 채널 비지 시간이 Busy이면 채널 사용률(C_Util)은 다음과 같다.QAP measures channel usage time during beacon frame cycle time through carrier sensing. If the measured channel busy time is Busy, the channel utilization rate ( C_Util ) is as follows.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서 BeaconPeriod는 비콘 프레임의 주기를 나타낸다.Where BeaconPeriod represents the period of the beacon frame.

수학식 (1)에서 계산된 채널 사용률은 매번 계산할 때마다 매우 불규칙하게 변동하기 때문에 계산된 값을 그대로 사용하면 성능도 많이 변동한다. 그러므로 TXOP limit 계산에 그대로 사용할 수 없어 다음과 같이 이동 평균 윈도우(moving average window)를 사용한다.Since the channel usage rate calculated in Equation (1) fluctuates very irregularly every time the calculation is performed, the performance fluctuates greatly when the calculated value is used as it is. Therefore, it can not be used as it is in the TXOP limit calculation, so we use the moving average window as follows.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서, C_Util current n번째 비콘 프레임 주기에 측정하여 계산된 채널 사용률이고, C_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값이고, C_Util n n번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값이다. α는 평활 인수(Smoothing Factor)로써 [0, 1]의 값을 갖는다.Here, is the current C_Util and the channel use rate measured in the (n) th beacon frame period, C_Util n -1 is the moving average value calculation cycle after frame n -1 second beacon, C_Util n is calculated after the cycle frame (n) th beacon It is the moving average value. α is a smoothing factor and has a value of [0, 1].

한 단말이 채널 전체를 사용하지 않는다는 가정 하에 채널 사용률은 도 2에 도시된 바와 같이 단말의 수가 증가함에 따라 채널 사용률은 증가하여 최대 사용률에 수렴하고, 단말 수가 증가함에 따라 패킷 충돌 확률이 증가한다. 따라서 패킷의 재전송이 자주 발생하여 채널 사용률이 증가한다.As shown in FIG. 2, the channel utilization rate increases as the number of terminals increases, assuming that one terminal does not use the entire channel, and the packet collision probability increases as the number of terminals increases. Therefore, retransmission of the packet occurs frequently and the channel usage rate increases.

TXOP QAP 를 계산하기 위해 새로운 4개 파라미터를 정의한다. 채널 사용률의 상한 (C_Util high )과 하한 (C_Util low ), QAP에서의 TXOP limit 최대 값 (TXOP QAPmax )과 최소 값 (TXOP QAPmin )으로 정의한다.Define four new parameters to compute TXOP QAP . The upper limit ( C_Util high ) and the lower limit ( C_Util low ) of the channel usage rate are defined as the TXOP limit maximum value ( TXOP QAPmax ) and the minimum value ( TXOP QAPmin ) in the QAP .

채널 사용률이 높으면 현재 많은 단말이 채널 경쟁을 수행하여 데이터 패킷을 계속 전송하고 있다는 의미이므로 TXOP limit을 줄여 네트워크 성능을 향상시킨다. If the channel utilization rate is high, it means that many UEs continue to transmit data packets by performing channel contention, thereby improving network performance by reducing the TXOP limit.

또한, 채널 사용률이 낮으면 TXOP limit을 증가시켜 단말이 한 번의 백오프 과정을 통해 많은 패킷을 전송할 수 있도록 한다. In addition, if the channel utilization rate is low, the TXOP limit is increased so that the UE can transmit many packets through one backoff process.

따라서 측정된 채널 사용률이 상한보다 크면 TXOP QAP TXOP QAPmin 으로 설정된다. 반대로 측정된 채널 사용률이 하한보다 작으면 TXOP QAP TXOP QAPmax 로 설정된다.Therefore, if the measured channel utilization is higher than the upper limit, TXOP QAP is set to TXOP QAPmin . Conversely, if the measured channel utilization is less than the lower limit, TXOP QAP is set to TXOP QAPmax .

채널 사용률이 상한과 하한 사이에 QAP는 수학식 (1)과 수학식 (2)로부터 얻어진 채널 사용률을 이용하여 TXOP QAP 값을 다음과 같이 계산한다.The QAP calculates the TXOP QAP value using the channel utilization rate obtained from Equations (1) and (2) between the upper and lower channel utilization ratios as follows.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00007
Figure pat00007

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00008
Figure pat00008

수학식 (4)에서 TXOP QAPmin 을 더해주는 이유는 계산된 TXOP QAP TXOP QAPmin 보다 항상 크다는 것을 보장하기 위함이다.The reason for adding TXOP QAPmin in Equation (4) is to ensure that the calculated TXOP QAP is always larger than the TXOP QAPmin .

도 2에 도시된 바와 같이 채널 사용률의 상한이 최대 사용률에 근접하여 선택된 이유는 채널을 최대한으로 사용하기 위함이고, 채널 사용률의 하한이 낮은 값이 아닌 중간 값 정도에 선택된 이유는 채널 사용률이 낮을 때는 모든 단말의 트래픽을 지연 한도 내에 전송하는데 어려움이 없어 공평성 문제가 발생하지 않기 때문이다.As shown in FIG. 2, the reason why the upper limit of the channel use rate is selected close to the maximum usage rate is to use the channel as much as possible, and the lower limit of the channel use rate is selected to be about the middle value rather than the low value. There is no difficulty in transmitting the traffic of all the terminals within the delay limit, and the fairness problem does not occur.

QAP는 상기 과정에서 얻어진 TXOP QAPmin 값을 비콘 프레임을 통해 모든 단말에게 전송한다. QAP에서 채널 사용률에 따라 TXOP QAPmin 값을 계산하는 과정은 도 3에 도시된 바와 같다.The QAP transmits the TXOP QAPmin value obtained in the above process to all the terminals through the beacon frame. The process of calculating the TXOP QAPmin value according to the channel usage rate in the QAP is as shown in FIG.

각 단말이 사용할 TXOP STA 를 계산하는 과정에서 TXOP STA 은 QAP가 전송한 비콘 프레임을 통해 얻어진 TXOP QAP 와 단말의 큐 사용률을 이용하여 계산된다. 각 단말은 비콘 프레임을 수신한 후에 큐 사용률(Q_Util)을 계산한다. 이는 큐에 어느 정도의 데이터 패킷이 저장되어 있는지를 나타내는 값으로써 다음과 같이 계산된다.In the process of calculating the TXOP STA to be used by each UE, the TXOP STA is calculated by using the TXOP QAP obtained through the beacon frame transmitted by the QAP and the UE utilization rate of the UE. Each terminal calculates a queue utilization rate ( Q_Util ) after receiving a beacon frame. This is a value indicating how much data packets are stored in the queue and is calculated as follows.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00009
Figure pat00009

여기서, Q size 는 큐가 저장할 수 있는 최대 패킷 수이고, Q packet 은 현재 큐에 저장된 패킷 수이다.Where Q size is the maximum number of packets the queue can store, and Q packet is the number of packets currently stored in the queue.

채널 사용률 계산과 마찬가지로 트래픽 발생 패턴을 반영하기 위해 이동 평균 윈도우를 이용하여 큐 사용률을 다음과 같이 계산한다.As in the channel utilization calculation, the queue utilization rate is calculated as follows using the moving average window to reflect the traffic generation pattern.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00010
Figure pat00010

여기서, Q_Util current n번째 비콘 프레임 수신 후에 측정한 큐 사용률이고, Q_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값이고, Q_Util n n번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값이다.Here, Q_Util current is the n-th beacon frame is received after the queue usage rate measurement, Q_Util n -1 n -1 is the second beacon and a moving average value calculated after the frame is received, Q_Util n is computed after moving the n-th beacon frame received average Value.

도 4는 본 발명에 따른 단말 수 증가에 따른 큐 사용률의 변화를 나타낸 도면으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 사용률은 단말의 수가 증가함에 따라 급격히 증가 하여 큐의 최대 크기에 수렴하고, 단말 수가 증가 할수록 충돌과 전송을 위해 대기하는 시간이 길어져 전송이 완료된 패킷 양보다 새로 생성된 양이 많아지게 된다. 따라서 큐에 전송 대기 중인 패킷의 양이 증가하게 된다. 또한 큐의 최대 크기를 넘어 생성되는 패킷은 버려진다.4, the usage rate increases rapidly as the number of terminals increases, converges to the maximum size of a queue, and the number of terminals increases as the number of terminals increases The longer the waiting time for collision and transmission, the greater the amount of newly generated packets than the transmitted packet amount. Therefore, the amount of packets waiting to be transmitted to the queue increases. Also, packets generated beyond the maximum size of the queue are discarded.

TXOP STA 를 계산하기 위해 우리는 새로운 3개 파라미터를 정의한다. 큐 사용률의 상한 (Q_Util high )과 하한 (Q_Util low ), 단말에서의 TXOP limit 최소 값 (TXOP STAmin )으로 정의한다.To calculate TXOP STA we define three new parameters. ( Q_Util high ) and a lower limit ( Q_Util low ) of the queue usage rate, and a TXOP limit minimum value ( TXOP STAmin ) in the terminal.

각 단말은 수학식 (5)와 수학식 (6)으로부터 얻어진 큐 사용률을 이용하여 TXOP STA 값을 계산한다. 이 과정은 QAP가 채널 사용률을 이용하여 TXOP QAP 값을 계산하는 과정과 유사하다. Each terminal computes the TXOP STA value using the queue utilization rate obtained from Equations (5) and (6). This procedure is similar to the procedure in which the QAP computes the TXOP QAP using the channel utilization.

또한, 큐 사용률이 높으면 현재 많은 데이터 패킷을 큐에 저장하고 있다는 의미이므로 TXOP limit을 늘여 빠르게 패킷을 전송하도록 하여 패킷의 지연 한도를 만족시키게 된다. In addition, if the queue utilization rate is high, it means that many data packets are stored in the queue. Therefore, the TXOP limit is increased to satisfy the delay limit of the packet.

따라서 측정된 큐 사용률이 상한 보다 크면 TXOP STA TXOP QAP 로 설정된다. 반대로 측정된 큐 사용률이 하한 보다 작으면 TXOP STA TXOP STAmin 으로 설정된다. 큐 사용률이 상한과 하한 사이에 있으면 다음과 같이 계산된다.Therefore, if the measured queue utilization is higher than the upper limit, the TXOP STA is set to TXOP QAP . Conversely, if the measured queue utilization is less than the lower limit, the TXOP STA is set to TXOP STAmin . If the queue usage rate is between the upper and lower bounds, it is calculated as follows.

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00011
Figure pat00011

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure pat00012
Figure pat00012

수학식 (8)에서 TXOP STAmin 을 더해주는 이유는 계산된 TXOP STA TXOP STAmin 보다 항상 크다는 것을 보장하기 위한 것이다.The reason for adding TXOP STAmin in Equation (8) is to ensure that the calculated TXOP STA is always greater than the TXOP STAmin .

도 4에 도시된 바와 같이, 큐 사용률의 상한 값과 하한 값의 차이가 크지 않은 것을 볼 수 있다. 주어진 한 번의 TXOP limit 동안 단말이 큐 내의 모든 패킷을 전송하지 않으면 큐 사용률이 지속적으로 증가하게 된다. 따라서 상한 값을 낮게 설정하여 단말이 큰 TXOP limit을 갖도록 한다. 이는 단말이 패킷을 빠르게 전송할 수 있도록 한 것으로, 각 단말이 큐 사용률에 따라 TXOP STA 를 계산하는 과정은 도 5에 도시된 바와 같다.As shown in FIG. 4, it can be seen that the difference between the upper limit value and the lower limit value of the queue utilization rate is not large. If the UE does not transmit all the packets in the queue during a given TXOP limit, the queue usage rate will continue to increase. Therefore, the upper limit is set low so that the terminal has a large TXOP limit. This allows the UE to quickly transmit the packet. The process of calculating the TXOP STA according to the queue utilization rate of each UE is as shown in FIG. 5.

한편, 본 발명에 대해 시뮬레이션을 수행하고 성능을 IEEE 802.11e EDCA 방법과 비교 분석한다. 시뮬레이션에서 사용된 시뮬레이션 파라미터를 표 1에 나타낸 바와 같다.Meanwhile, the present invention is simulated and the performance is compared with the IEEE 802.11e EDCA method. The simulation parameters used in the simulation are shown in Table 1.

시뮬레이션은 30초 동안 10번 반복 수행한 후 평균을 계산하며, IEEE 802.11e 표준에서 TXOP limit 값은 시간 길이로 주어지지만 시뮬레이션의 편의를 위해 전송 가능한 데이터 패킷 수로 환산하여 나타낸다.The simulation computes the average after 10 iterations for 30 seconds. In the IEEE 802.11e standard, the TXOP limit value is given as a time length, but expressed as the number of data packets that can be transmitted for convenience of simulation.

따라서 본 발명의 방법을 위한 TXOP STAmin 값은 2개의 데이터 패킷을 전송할 수 있는 시간으로 TXOP QAPmax 값은 10개의 데이터 패킷을 전송할 수 있는 시간으로, TXOP QAPmin 값은 8개의 데이터 패킷을 전송할 수 있는 시간으로 설정한다. Therefore, the TXOP STAmin value for the method of the present invention is a time for transmitting two data packets. The TXOP QAPmax value is a time for transmitting 10 data packets. The TXOP QAPmin value is a time for transmitting 8 data packets Setting.

반면에 IEEE 802.11e EDCA를 위해서는 고정된 5개의 패킷을 전송할 수 있는 시간으로 설정하고, 평활 인수는 0.9를 사용하였으며, 멀티미디어 데이터 패킷의 지연 한도는 33ms로 설정한다. 패킷은 주어진 33ms 이내에 수신 단말에 전달되지 않으면 폐기된다.On the other hand, for IEEE 802.11e EDCA, it is set as the time to transmit fixed 5 packets, the smoothing factor is 0.9, and the delay limit of the multimedia data packet is set to 33 ms. The packet is discarded if it is not delivered to the receiving terminal within the given 33ms.

멀티미디어 데이터 패킷의 크기는 1500바이트이고, 데이터 패킷의 도착 시간 간격을 얻기 위해 지수 분포(Exponential Distribution)을 사용하였다. 이 분포는 도착률 파라미터 λ를 갖고 평균 도착 시간 간격은 1/λ이다. The size of the multimedia data packet is 1500 bytes, and Exponential Distribution is used to obtain the arrival time interval of the data packet. This distribution has an arrival rate parameter λ and the average arrival time interval is 1 / λ.

시뮬레이션에서 사용된 단말의 수는 예를들어, 1∼10개이며 단말을 절반씩 2개 그룹으로 나누었다. 각 그룹에 속한 단말이 전송할 멀티미디어 트래픽 양을 다르게 설정하기 위해 λ를 표 2와 같이 설정하며, 그룹 1의 한 단말의 평균 도착 시간 간격은 2326us (λ = 0.00043)이다.The number of terminals used in the simulation is, for example, 1 to 10, and the terminals are divided into two groups in half. In order to set the amount of multimedia traffic to be transmitted by the terminals belonging to each group differently, λ is set as shown in Table 2, and the average arrival time interval of one terminal of the group 1 is 2326us (λ = 0.00043).

따라서 이 단말은 5.16Mbps의 데이터 생성률을 갖는다. 그룹 2의 한 단말의 평균 도착시간 간격은 1587us (λ = 0.00063)이고 데이터 생성률은 7.56Mbps 이다.Therefore, this terminal has a data generation rate of 5.16 Mbps. The average arrival time interval of one terminal in group 2 is 1587us (λ = 0.00063) and the data generation rate is 7.56Mbps.

파라미터parameter value Simulation TimeSimulation Time 30 s30 s Beacon PeriodBeacon Period 100 ms100 ms TXOPTXOP QAPminQAPmin 88 TXOPTXOP QAPmaxQAPmax 1010 TXOPTXOP STAminSTAmin 22 Delay BoundDelay Bound 33 ms33 ms Q_UtilQ_Util highhigh 0.200.20 Q_UtilQ_Util lowlow 0.050.05 Queue SizeQueue Size 100100 Smoothing FactorSmoothing Factor 0.90.9 C_UtilC_Util highhigh 0.950.95 C_UtilC_Util lowlow 0.750.75

도착간격 시간(us)Arrival interval time (us) 데이터 속도(Mbps)Data rate (Mbps) Group 1Group 1 0.000430.00043 5.165.16 Group 2Group 2 0.000630.00063 7.567.56

여기서, [표 1]은 시뮬레이션 파라미터이고, [표 2]는 각 단말의 멀티미디어 데이터 속도이다.Here, [Table 1] is a simulation parameter and [Table 2] is a multimedia data rate of each terminal.

시뮬레이션 결과를 비교 분석하기 위해 사용된 성능 요소는 다음과 같다.The performance factors used to compare and analyze the simulation results are as follows.

- Channel Utilization: 채널이 데이터 전송을 위해 사용된 시간 비를 나타낸다.- Channel Utilization: Indicates the time ratio used by the channel for data transmission.

- Normalized Throughput: 성공적으로 전송된 데이터 양을 매체의 커패시티로 나눈 값을 의미한다.- Normalized Throughput means the amount of data successfully transmitted divided by the capacity of the medium.

- DBSR (Delay Bound Success Ratio): 수신단말에게 전송된 전체 데이터 패킷 수에 대한 지연한도를 만족시켜 성공적으로 전송 완료된 패킷 수의 비율을 의미한다.- DBSR (Delay Bound Success Ratio): This is the ratio of the number of successfully completed packets satisfying the delay limit for the total number of data packets transmitted to the receiving terminal.

- DBSR-SD (Standard Deviation of Delay Bound Success Ratio): DBSR의 표준편차 이다.- Standard Deviation of Delay Bound Success Ratio (DBSR-SD): Standard deviation of DBSR.

- Queue Utilization: 큐 크기에 대한 큐에 대기중인 패킷 수의 비율 이다.- Queue Utilization: The ratio of the number of queued packets to the queue size.

C_Util low C_Util high 값은 IEEE 802.11e EDCA의 TXOP limit에 대하여 수행한 시뮬레이션을 결과를 이용하여 결정한다. 도 6에 도시된 바와 같이 단말 수 증가에 따른 채널 사용률과 전송 성공률 표준편차 결과를 나타낸다. 값은 단말이 4개 이상부터 지연한도 내 전송 성공률의 표준편차가 증가하여 공평성 문제가 발생하기 시작하는 지점인 0.75로 설정하고 값은 채널 사용률이 최대값에 수렴하기 시작하는 부분 0.95로 설정한다. The C_Util low and C_Util high values are determined using the results of the simulation performed on the TXOP limit of the IEEE 802.11e EDCA. As shown in FIG. 6, the channel utilization ratio and the transmission success rate standard deviation result according to the increase in the number of terminals are shown. The value is set to 0.75, which is the point at which the fairness problem starts to occur due to an increase in the standard deviation of the transmission success rate within the delay limit from 4 or more, and the value is set to 0.95 where the channel utilization rate starts to converge to the maximum value.

Q_Util low Q_Util high 값은 도 6에 도시된 바와 같이 동일한 환경에서 얻어진 결과를 이용하여 결정한다. 도 7은 단말 수 증가에 따른 큐 사용률과 DBSR-SD 결과를 나타낸 것으로, 값은 한 번의 TXOP limit 동안 단말이 패킷을 전송하여 큐 사용률을 0으로 만들지 못하는 지점인 0.05로 설정 하고, Q_Util high 는 단말의 수가 5개에서 6개로 변화하는 구간에서 DBSR-SD이 급격한 증가를 보이므로 0.2로 설정한다. The values Q_Util low and Q_Util high are determined using the results obtained in the same environment as shown in FIG. Figure 7 illustrates a queue utilization and DBSR-SD result of the terminal increase in the number, the value is set to a single point of 0.05 for the TXOP limit the terminal it is unable to transmit a packet to create a queue usage rate to zero, and Q_Util high is the terminal The DBSR-SD increases rapidly in the interval from 5 to 6, so it is set to 0.2.

상술한 바와 같이 본 발명은 채널 사용률(Channel Utilization)과 큐 사용률(Queue Utilization)을 고려하여 동적으로 TXOP limit 값을 조절하는 것으로, 네트워크 전체 채널 사용률이 낮은 경우 사용하지 않는 채널의 비율이 높아 더 많은 데이터 패킷 전송을 수용할 수 있게 되고, 이때 큐에 많은 패킷을 갖고 있는 단말에 더 큰 TXOP limit을 할당하여 더 많은 데이터 패킷을 전송할 수 있도록 하므로 채널 경쟁률이 낮아지게 되는 장점이 있다.
As described above, the present invention adjusts the TXOP limit value dynamically in consideration of channel utilization and queue utilization, and when the overall channel utilization of the network is low, the ratio of unused channels is higher. Since the data packet transmission can be accommodated, a larger TXOP limit can be allocated to a terminal having a large number of packets in the queue, thereby allowing more data packets to be transmitted, thereby reducing the channel contention rate.

이상, 전술한 본 발명의 바람직한 실시예는, 예시의 목적을 위해 개시된 것으로, 당업자라면, 이하 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상과 그 기술적 범위 내에서, 또 다른 다양한 실시예들을 개량, 변경, 대체 또는 부가 등이 가능할 것이다
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. , Alteration, substitution or addition, etc.

Claims (5)

IEEE 802.11e 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법에 있어서,
QAP(QoS Accese Point)에서 네트워크의 채널 사용률(Channel Utilization) 정보를 이용하여 TXOP(Transmission Opportunity) limit을 계산하는 제1 과정과;
QAP는 제1 과정에서 얻어진 TXOP limit을 비콘 프레임을 통해 모든 단말로 전송하는 제2 과정; 및
각 단말이 비콘 프레임을 수신하여 얻은 TXOP limit과 단말 자신의 큐 사용률(Queue Utilization)에 따라 실제 사용할 TXOP limit을 계산하는 제3 과정;을 포함하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법.
A method for improving the fairness of multimedia traffic in an IEEE 802.11e wireless LAN,
Calculating a transmission opportunity (TXOP) limit using channel utilization information of a network in a QAP (QoS Accese Point);
QAP is a second step of transmitting the TXOP limit obtained in the first step to all the terminals through the beacon frame; And
And a third step of calculating the TXOP limit actually used according to the TXOP limit obtained by each terminal receiving the beacon frame and its own queue utilization (Queue Utilization).
제 1 항에 있어서,
상기 제1 과정에서,
QAP에서 캐리어 센싱을 통해 비콘 프레임 주기 시간 동안 채널 사용 시간을 측정하는 과정을 더 포함하되,
상기 채널 사용률은 채널 비지(Busy) 시간을 비콘 프레임 전송 주기로 나눠 계산하며[수학식 1], 비지 시간은 각 단말이 패킷을 전송할 때 전송 성공 유무와 상관없이 채널이 사용되는 시간을 의미하는 것을 특징으로 하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법.
[수학식 1]
Figure pat00013

여기서, C_Util은 채널 사용률이고, Busy는 채널 비지 시간, BeaconPeriod는 비콘 프레임의 주기이다.
The method of claim 1,
In the first step,
Further comprising the step of measuring the channel usage time during the beacon frame cycle time through carrier sensing in the QAP,
The channel usage rate is calculated by dividing a channel busy time by a beacon frame transmission period, and the busy time is a time when a channel is used regardless of whether the transmission is successful when each terminal transmits a packet A method for improving the fairness of multimedia traffic in a wireless LAN.
[Equation 1]
Figure pat00013

Where C_Util is the channel usage rate, Busy is the channel busy time, and BeaconPeriod is the period of the beacon frame.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 과정에서,
상기 채널 사용률은 매번 계산할 때마다 매우 불규칙하게 변동하기 때문에 계산된 값을 그대로 사용하면 네트워크 성능이 저하되므로 이동 평균 윈도우(moving average window)를 이용하여 [수학식 2]로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법.
[수학식 2]
Figure pat00014

여기서, C_Util current n번째 비콘 프레임 주기에 측정하여 계산된 채널 사용률, C_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값, C_Util n n번째 비콘 프레임 주기 후에 계산된 이동 평균 값, α는 평활 인수(Smoothing Factor)로써 [0, 1]의 값이다.
3. The method according to claim 1 or 2,
In the first step,
Since the channel use rate fluctuates very irregularly every time the calculation is performed, the network performance is deteriorated when the calculated value is used as it is, so that the calculation is performed by using the moving average window. ≪ EMI ID = How to Improve the Fairness of Multimedia Traffic in LAN.
&Quot; (2) "
Figure pat00014

Here, C_Util current is the n-th beacon frame period calculated by measuring the channel utilization, C_Util n -1 n -1-th beacon frame is a moving average value calculation cycle after, C_Util n is computed after moving the frame (n) th beacon period average And α is a smoothing factor, which is a value of [0, 1].
제 3 항에 있어서,
상기 제3 과정에서,
큐 사용률(Q_Util)은 큐에 어느 정도의 데이터 패킷이 저장되어 있는지를 나타내는 값으로, [수학식 5]로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법.
[수학식 5]
Figure pat00015

여기서, Q size 는 큐가 저장할 수 있는 최대 패킷 수이고, Q packet 은 현재 큐에 저장된 패킷 수이다.
The method of claim 3, wherein
In the third step,
Wherein the queue usage rate ( Q_Util ) is a value indicating how much data packets are stored in the queue, and is calculated using Equation (5).
&Quot; (5) "
Figure pat00015

Where Q size is the maximum number of packets the queue can store, and Q packet is the number of packets currently stored in the queue.
제 4 항에 있어서,
상기 제3 과정에서,
상기 큐 사용률은 트래픽 발생 패턴을 반영하기 위하여 이동 평균 윈도우를 이용하여 [수학식 6]으로 계산하는 것을 특징으로 하는 무선 랜에서 멀티미디어 트래픽의 공평성 향상 방법.
[수학식 6]
Figure pat00016

여기서, Q_Util current n번째 비콘 프레임 수신 후에 측정한 큐 사용률, Q_Util n -1n-1번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값, Q_Util n n번째 비콘 프레임 수신 후에 계산된 이동 평균 값이다.
5. The method of claim 4,
In the third step,
Wherein the queue usage rate is calculated by Equation (6) using a moving average window to reflect a traffic generation pattern.
&Quot; (6) "
Figure pat00016

Here, Q_Util current queue is measured after the (n) th beacon frame received usage, Q_Util n -1 is the n -1-th beacon frame is received after the moving average value computation, Q_Util n is the moving average value calculated after the n-th beacon frame received .
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