KR20160028792A - 무선 통신 시스템에서 전송 제어를 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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박중신
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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하는 수신부와, 상기 신호에 기반하여 단말 별 버퍼의 임계값을 결정하고, 결정된 상기 단말 별 버퍼의 임계값에 따라 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하고, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 수신부와, 수신한 데이터의 지연 시간을 이용하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서버 장치는, 서버의 단말 별 큐(queue)에서 데이터의 체류 시간을 저장하는 저장부와, 상기 단말 별 큐에서 데이터의 체류 시간에 기반하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선 통신 시스템에서 전송 제어를 위한 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR RATE CONTROL IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 제어를 수행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

종래에는 전송 제어를 위한 방법으로 대부분 TCP/IP(transmission control protocol/Internet protocol)를 기반으로 전송률(throughput)을 최대화하는 것에 초점을 맞췄다. 특히, 유선 데이터 통신망에서 널리 사용되던 TCP/IP를 무선망까지 확장하면서 유선망에서는 나타나지 않던 TCP 연결(connection)에서 전송 성능의 심각한 저하 문제가 발생하게 되었다. 즉, 단말의 이동성(mobility) 및 무선 채널의 시변화(time-varying) 특성으로 높은 전송률을 달성하는 것이 어려웠기 때문에, 무선 채널의 상태를 정확하게 추정하거나 낮은 전송률을 빠르게 복구하기 위한 다양한 방법들이 제안되었다. 하지만, 전송률을 최대화하는 기법들은 네트워크에 너무 많은 패킷(packet)들을 주입시킴으로써 불필요하게 과도한 전송 지연을 유발하도록 만들었고, 이는 셀룰러 망(cellular network) 환경에서 전송 지연에 민감한 서비스(delay sensitive service)를 제공하기 어려운 주요한 요인이 되었다.

종래의 기술은 무선 채널 상태 변화에 따른 RTT(round trip time)의 변화를 제대로 반영하지 못하므로 무선 채널의 상황이 나빠짐에도 불구하고 최소 RTT 값이 여전히 작은 값을 유지함에 따른 RTT 기반의 종래 기술의 전송 성능 저하 문제, 또는, 복수 개의 서버로부터 데이터가 직접 기지국으로 수신될 경우 공평한 전송률을 배분하기 어려운 문제, 한 단말에 대한 복수 개의 서비스 간 가중치(weight)에 기반한 전송률 차별화가 불가능한 문제가 발생할 수 있다.

현재 5G(5th Generation) 신규 서비스를 위한 낮은 지연 성능(low latency performance)에 대한 요구가 증가하고 있으며, 낮은 지연 성능을 보장하기 위한 전송 제어 프로토콜 측면에서의 해결 방법이 필요하다. 또한 현재 TCP 및 셀룰러 망의 설계 목적의 불일치(mismatch)로 인하여 셀룰러 망의 큐잉(Queueing) 지연을 심화시킬 수 있기 때문에, 이를 해결하기 위한 전송률 제어 기법이 필요하다.

본 발명의 일 실시 예는 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심의 전송 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시 예는 무선 통신 시스템에서 전송 지연 성능에 기초한 전송 제어를 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시 예는 네트워크에서 발생하는 버퍼 대기 시간을 감소시키기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 더욱 또 다른 실시 예는 사용자의 선호도에 기반하여 서비스 간에 형평성을 달성하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국 장치는, 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하는 수신부와, 상기 신호에 기반하여 단말 별 버퍼의 임계값을 결정하고, 결정된 상기 단말 별 버퍼의 임계값에 따라 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말 장치는, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 수신부와, 수신한 데이터의 지연 시간을 이용하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서버 장치는, 서버의 단말 별 큐(queue)에서 데이터의 체류 시간을 저장하는 저장부와, 상기 단말 별 큐에서 데이터의 체류 시간에 기반하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 기지국의 전송 제어 방법은, 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하는 과정과, 상기 신호에 기반하여 단말 별 버퍼의 임계값을 결정하는 과정과, 결정된 상기 단말 별 버퍼 임계값에 따라 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 단말의 전송 제어 방법은, 기지국으로부터 데이터를 수신하는 과정과, 수신한 데이터의 지연 시간을 이용하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서버(server)의 전송 제어 방법은, 서버의 단말 별 큐(queue)에서의 데이터 체류 시간을 저장하는 과정과, 상기 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간에 기반하여 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 무선 채널 상태 변화에 적응적인 전송 제어가 가능하며, 서비스 간 지연 요구 만족 및 서비스 간 우선순위에 따른 가중 형평을 달성할 수 있으며, 또한 사용자의 선호도가 반영된 전송 제어가 가능하다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 통신 주체간 통신 방법의 예를 도시한다.
도 2는 무선 통신 시스템에서 제어 주체에 따른 정보 전송 제어의 실시 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 시스템 모델의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 예를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 단말 별 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서버에 의한 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 MCS 레벨을 이용한 단말 별 버퍼 임계값 설정 및 전송 제어 과정의 예를 도시한다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값을 기반으로 한 전송 제어의 예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 서비스 우선 순위 정보 제공의 예를 도시한다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 서비스 가입 정보 획득 과정의 예를 도시한다.
도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 셀룰러 망과 TCP/IP 프로토콜 간 연동 시스템 모델의 예를 도시한다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 TCP 플로우의 수신 윈도우 설정의 예를 도시한다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 서버의 전송률 제어의 예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값을 결정하기 위한 과정의 실시 예를 도시한다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값에 의한 전송 제어 과정의 실시 예를 도시한다.
도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송제어를 위한 절차의 예를 도시한다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송을 위한 단말의 신호 전송의 절차의 예를 도시한다.
도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송을 위한 서버의 신호 전송의 절차의 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 기지국 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 단말 장치의 블록 구성을 도시한다.
도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 서버 장치의 블록 구성을 도시한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우, 그 상세한 설명은 생략한다.

이하 본 발명은 전송 제어를 위한 기술에 대해 설명한다.

이하 설명에서 사용되는 망 객체(network entity)들을 지시하는 용어, 데이터 전송을 지시하는 용어, 전송 계층을 지시하는 용어 등은 설명의 편의를 위한 것이다. 따라서, 본 발명이 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 대상을 지칭하는 다른 용어가 사용될 수 있다.

본 발명에서, 상기 단말은, 휴대용 전자 장치(portable electronic device)일 수 있으며, 스마트폰(smart phone), 휴대용 단말기(portable terminal), 이동 전화(mobile phone), 이동 패드(mobile pad), 미디어 플레이어(media player), 태블릿 컴퓨터(tablet computer), 핸드헬드 컴퓨터(handheld computer) 또는 PDA(Personal Digital Assistant) 중 하나일 수 있다. 또한, 상기 단말은 상술한 장치들 중 둘 이상의 기능들을 결합한 장치일 수 있다.

본 발명의 낮은 지연 시간을 보장하기 위한 기지국의 전송 제어 기법은 TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol)가 사용되지 않는 셀룰러망의 기지국에서의 직접 전송 제어 기능을 수행하는 경우와, 기존의 TCP/IP망과 TCP/IP망을 사용하지 않는 망을 연동하여 제어하는 경우의 예를 든다. 본 발명의 망이라 함은 셀룰러 및 TCP/IP 망 뿐만 아니라 통신을 수행하기 위한 다른 망을 포함할 수 있다.

도 1은 무선 통신 시스템에서 통신 주체간 통신 방법의 예를 도시한다.

본 발명에서의 중간 노드는 기지국, 중계기, 단말을 포함할 수 있고, 이하에서는 기지국을 예로 들어 설명한다.

본 발명에서 단말(130)은 데이터나 메시지의 송수신을 위한 장치, 기지국(120)은 무선 통신 서비스를 위해 네트워크와 단말을 연결할 수 있는 장치를 포함한다.

본 발명에서 서버(server)는 사업자가 서비스 가입자에게 특정 서비스를 제공하기 위한 장치를 의미한다. 구체적으로, 본 발명의 상기 서버는, 특정 망에서 특정 서비스를 가입한 사용자에게만 제공되는 서비스를 제공하기 위한 장치를 의미할 수 있다. 본 발명의 상기 서버는 상기 특정 서비스를 제공하기 위한 것에 한정되지 않고, 네트워크에서 클라이언트(client)에게 서비스를 제공하기 위한 장치를 포함한다.

무선 통신 시스템에서 데이터는, 상기 기지국(120)이 상기 서버(110)로부터 데이터를 수신하고, 수신한 데이터를 상기 기지국이 상기 단말(130)에 전송함으로써 전달된다. 상기 서버(110)로부터 상기 단말(130)까지 데이터가 전송될 경우 데이터에 대한 제어가 이루어지지 않을 경우 네트워크에서의 지연이 발생할 수 있다. 본 발명에서는 네트워크 지연 발생을 최소화하기 위하여 기지국이 중심이 되어 전송을 제어한다.

도 2는 무선 통신 시스템에서 제어 주체에 따른 정보 전송 제어의 실시 예를 도시한다.

상기 도 2의 (a)는 E2E(end to end) 전송 제어를, 상기 도 2의 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 중심의 전송 제어 방법을 예시한다. 상기 전송 제어란 단말에 전송할 데이터의 크기 및 데이터를 전송할 시간을 결정한 후 데이터를 전송하는 것을 의미한다.

상기 도 2의 (a)를 참고하면, 상기 E2E 전송 제어 방법의 경우, 서버(210)가 전송 제어를 담당한다. 상기 E2E 전송 제어 방법은 네트워크 혼잡이 발생할 때까지 가능한 많은 데이터를 네트워크에 전송한다. 상기 E2E 전송 제어 방법은 채널 상태에 따른 최소 RTT(round trip time)를 정확히 반영하지 못하므로 전송률 제어의 비효율이 발생할 수 있다. 상기 E2E 전송 제어 방법의 경우 상기 단말(230) 및 상기 기지국(220)이 서버로 피드백(feedback)을 해야 하고, 네트워크 버퍼링(buffering) 지연에 대한 직접 제어가 어렵고, 서비스 간 형평성(fairness)을 제어하기 어렵다는 문제가 있다.

상기 도 2의 (b)를 참고하면, 기지국 중심의 전송 제어 방법은 상기 E2E 전송 제어 방법과는 달리, 데이터 전송 경로 상에 존재하는 기지국(250)에서 전송 제어를 담당한다. 상기 기지국 중심의 전송 제어는 상기 기지국(250)이 상기 서버(240)로부터 데이터를 수신하고 단말(260)로 상기 데이터를 송신하는 경우, 상황에 따라 수신 및 송신하는 데이터의 크기를 달리 결정한다. 예를 들어, 상기 상황은 상기 기지국(250)에서 상기 단말(260)로 데이터를 전송할 경우 현재 버퍼의 상태, 상기 서버(240)에서 상기 기지국(250)으로 데이터를 전송할 경우 버퍼의 상태, 상기 기지국(250)에서 측정한 MCS(modulation and coding selection) 레벨 등을 포함 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 시스템 모델의 예를 도시한다.

상기 도 3을 참고하면, 기지국(310)은 전송 제어를 하기 위하여 단말들(320, 330) 각각에 대한 버퍼 임계값을 결정하고, 결정된 상기 단말들(320, 330) 각각에 대한 버퍼 임계값에 기반하여 전송할 데이터의 크기를 결정한다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 기지국(310)은 서버들(340, 350, 360)로부터 수신할 데이터의 크기 및 데이터를 수신할 시간을 요청할 수 있고, 또한, 서버들(340, 350, 360) 중 어느 서버에 데이터를 요청할지를 결정할 수 있다.

상기 버퍼란, 상기 기지국(310)이 상기 단말들(320, 330)에 데이터를 전송할 경우, 전송 요청이 이루어졌지만 상기 기지국(310)과 상기 단말들(320, 330)간의 전송 속도 차이로 인해, 상기 단말(320, 330)에 도달하지 않은 데이터가 머물러있는 영역을 의미한다. 상기 버퍼를 관리하기 위해서 버퍼에 임계값을 설정할 수 있고, 상기 버퍼에 대한 임계값은 각 단말별로 데이터의 송신 및 수신 상황이 다를 수 있으므로 다르게 설정할 수 있다. 이하 설명에서 버퍼에 데이터를 대기시키는 것을 큐잉(queueing)과 같은 의미로 사용될 수 있다.

상기 기지국(310)은 상기 단말(320, 330) 별 버퍼에 대한 임계값을 결정하기 위해서, 상기 단말들(320, 330)로부터 직접 정보를 제공받고, 상기 기지국(310)에서 지연된 시간을 기반으로 상기 단말들(320, 330) 각각에 대한 버퍼 임계값을 결정하거나, 서버들(340, 350, 360)로부터 직접 정보를 제공받고, 지연된 시간을 기반으로 상기 단말들(320, 330) 각각에 대한 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 또는, 상기 기지국(310)은 상기 서버들(340, 350, 360)로부터 직접 정보를 제공받고, 지연된 시간을 기반으로 상기 단말들(320, 330) 각각에 대한 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 또는, 상기 기지국(310)은 상기 기지국(310)과 상기 단말(320, 330) 간 무선 채널 상태, 또는, 상기 단말(320, 330)별 버퍼에서 데이터가 머무르는 체류 시간(sojourn time)을 기반으로 상기 단말(320, 330)별 버퍼에 대한 임계값을 결정할 수 있다.

상기 기지국(310)이 상기 단말(320, 330) 별 버퍼 임계값에 기반하여 전송을 제어하기 위해서, 서비스 별 서로 다른 전송 속도 달성을 위한 가중 파라미터를 이용하여 복수 개의 서버 간에 우선 순위에 따른 요청 데이터 크기를 다르게 설정하거나, 버퍼에 대기하고 있는 데이터량이 임계값보다 작은 경우 요청 데이터 크기를 증가시키거나, 버퍼에 대기하고 있는 데이터량이 임계값보다 큰 경우 요청 데이터의 크기를 감소시킨다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 구성의 예를 나타낸다.

도 4를 참고하면, 상기 기지국(410)은 스케줄러(420)와 전송 제어부(430) 및 우선순위 맵(470)을 포함한다. 상기 스케줄러(420)는 단말로부터 피드백을 받아 상기 단말에 동적으로 자원을 할당할 수 있다. 특히 본 발명의 상기 스케줄러(420)는 전송 제어부(430)에 상기 단말에 대한 정보를 제공할 수 있다. 상기 전송 제어부(430)는 서버(440, 450)에 요청할 데이터의 크기를 결정한다. 상기 전송 제어부(430)는 상기 단말로부터 직접 정보를 제공받거나, 또는 상기 서버(440, 450)로부터 상기 서버에서 지연된 시간을 제공받거나, 또는 기지국 내부 정보를 이용하여 단말 별 버퍼 임계값을 조절한 후, 현재의 버퍼에 대기하고 있는 데이터와 임계값을 비교하여 상기 서버에 요청할 데이터를 결정한다.

또한, 상기 전송 제어부(430)는 단말별 서비스 우선 순위 맵(470)을 이용하여 데이터를 요청할 서버를 결정할 수 있다. 상기 전송 제어부(430)는 상기 단말로부터 서비스에 대한 우선 순위 정보를 제공받아 우선 순위 맵을 저장하고, 우선 순위가 높은 서비스를 제공하는 서버에서부터 데이터를 제공받을 것을 요청할 수 있다.

상기 전송 제어부(430)로부터 데이터 요청 정보를 수신하면, 상기 서버(440, 450)는 상기 전송 제어부(430)의 요청에 따라, 데이터의 크기 및 전송할 시간을 결정하여 데이터를 상기 기지국(410)으로 전송한다. 상기 기지국(410)은 상기 서버(440, 450)로부터 데이터를 수신하고, 수신된 데이터는 단말별 버퍼(460)에 저장되어 저장된 순서대로 상기 단말로 전송된다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국의 단말 별 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.

기지국은 단말(510)로부터 채널에 대한 상태 정보를 수신하고, 스케줄러(520)는 수신한 상기 채널에 대한 상황에 따라, 각 단말 별 할당할 자원을 결정한다. 특히, 본 발명에서 상기 스케줄러(520)는 전송 제어부(530)로 상기 단말(510)의 채널 상태 및 스케줄링에 의한 지연 정보를 보고한다. 상기 전송 제어부(530)는 상기 스케줄러(520)로부터 수신한 상기 단말(510)의 채널 상태 및 스케줄링 지연 정보를 기반으로 단말 별 버퍼의 임계값을 결정한다. 상기 전송 제어부(530)는 결정된 단말 별 버퍼의 임계값 Qth과 현재 버퍼의 대기량 Q를 비교하여, 현재 버퍼의 대기량 Q이 임계값 Qth보다 작을 경우 상기 서버(540)에 요청할 데이터 크기를 증가시키고, 현재 버퍼의 대기량 Q이 임계값 Qth보다 클 경우는 상기 서버(540)에 요청할 데이터 크기를 감소시킨다.

상기 전송 제어부(530)가 결정하는 단말(510) 별 버퍼 임계값 Qth은 해당 단말의 서비스에 대한 전송률(throughput)과 전송 지연(delay or latency)의 트레이드 오프(trade off)의 기준이 된다. 상기 임계값을 증가시킬수록 단말에 제공되는 전송률은 높아지지만, 네트워크 지연은 증가한다. 반면, 상기 임계값을 낮출수록, 단말에 제공되는 전송률은 낮아지지만, 단말의 네트워크 지연은 감소한다. 따라서, 상기 전송률과 상기 전송 지연을 조절하여 상기 단말(510)이 가능한 높은 전송률과 가능한 낮은 네트워크 지연을 경험하도록 최적의 임계값을 설정하는 과정이 필요하다.

본 발명에서는 상기 임계값을 설정하기 위해서, 상기 단말(510)로부터 정보를 제공받거나, 상기 서버(540)로부터 정보를 제공받거나, 또는 상기 기지국 내부 정보를 이용한다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 단말에 의한 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.

상기 도 6을 참고하면, 기지국(620)은 단말(610)로부터 지연 시간에 대한 정보를 수신한 후, 수신한 상기 지연 시간에 대한 정보를 통해 임계값을 결정할 수 있다.

상기 단말(610)이 지연 시간에 대한 정보를 제공하기 위해서, 상기 기지국(620)은 단말 별 버퍼에 데이터가 저장되는 시간을 타임스탬프(timestamp)로 패킷의 헤더에 기록하고 상기 단말(610)에게 데이터를 전송한다. 상기 타임스탬프란 특정한 시각을 나타내는 것으로 상기 단말(610)이 상기 패킷을 수신한 시간과 비교하여 지연된 시간을 알 수 있다. 상기 단말(610)은 상기 기지국(620)으로부터 상기 데이터를 수신하고, 해당 데이터의 상기 타임스탬프를 디코딩(decoding)해서 상기 기지국(620)에서 지연된 시간을 계산한다. 상기 지연된 시간을 계산하는 과정은 다음 수학식1 과 같다.

Figure pat00001

수학식 1에서 Delay는 지연된 시간, TRX는 타임스탬프를 수신한 시간, TSTX는 타임스탬프의 전송 시간을 의미한다. 즉, 지연된 시간은 상기 단말(610)이 상기 기지국(620)으로부터 타임스탬프를 수신한 시간에서 상기 기지국(620)이 타임스탬프를 전송한 시간의 차이를 의미한다. 상기 Avg. Delay는 평균 지연 시간을 의미하는데, 상기 SMA(simple moving average)는 단순 이동 평균, 상기 EMA(exponential moving average)는 지수 이동 평균으로 이로부터 계산할 수 있다. 또한 상기 D[t]는 각 시간 별 지연된 시간을 의미하고, w는 측정 횟수, γ는 가중치, Prev. Avg. Delay는 이전 평균값, New Packet’s Delay는 새로운 측정값을 의미한다.

상기 계산 과정 후, 상기 평균 지연 시간이 특정 임계값을 초과할 경우, 상기 단말(610)은 상기 기지국(620)에 버퍼의 임계값을 감소시키기 위한 신호를 전송하고, 만일 상기 평균 지연 시간이 특정 임계값보다 작을 경우, 상기 단말(610)은 상기 기지국(620)에 버퍼의 임계값을 증가시키기 위한 신호를 전송한다.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서버에 의한 버퍼 임계값 결정의 예를 도시한다.

상기 기지국(720)은 상기 서버(730)로부터 단말(710)별 지연시간에 대한 정보를 수신하여 임계값을 결정할 수 있다.

상기 서버(730)가 상기 기지국(720)에게 신호를 제공하기 위하여, 상기 서버(730)는 버퍼 대기 지연 시간을 관리한다. 상기 서버(730)는 단말(710)별 버퍼에서 데이터가 머무르는 시간을 저장하고 평균 버퍼 대기 지연 시간을 계산한다. 즉, 상기 서버(730)는 단말 별 버퍼 대기 지연 시간을 측정하고, 상기 서버(730)가 제공하는 지연요구량(delay requirement)과 평균 지연 시간을 비교하여, 지연 시간이 길 경우 상기 기지국(720)에게 임계값을 증가할 것을 요청하고, 지연 시간이 짧을 경우 상기 기지국(720)에게 임계값을 감소할 것을 요청한다.

상기 평균 버퍼 대기 지연 시간을 계산하는 과정은 다음과 같다.

Figure pat00002

수학식 2에서 QueueingDelay는 지연 시간, QueueingDelay[t]는 시간 별 지연 시간을 의미한다. 상기 SMA(simple moving average)는 단순 이동 평균, 상기 EMA(exponential moving average)는 지수 이동 평균, 상기 Avg.QueueingDelay는 평균 지연 시간을 의미한다. 상기 Avg. QueueingDelay는 상기 SMA 또는 상기 EMA를 통해서 계산한다. 또한 상기 D[t]는 각 시간 별 지연된 시간을 의미하고, w는 측정 횟수, γ는 가중치, Prev. Avg.QueueingDelay는 이전 평균값, NewPacket’sQueueingDelay는 새로운 측정값을 의미한다.

상기 평균 큐잉 지연을 계산한 후, 상기 서버(730)는 단말(710) 별로 서버 자신이 제공하는 서비스의 지연 요구와 비교한다. 평균 서비스의 지연 요구를 계산하는 과정은 다음 수학식3 과 같다.

Figure pat00003

만약 평균 버퍼 대기 지연 시간이 상기 제공하는 서비스의 지연 요구 보다 클 경우는 상기 서버(730)에서 오랜 시간 데이터가 빠져나가지 못하고 있다는 것을 의미하므로 상기 서버(730)는 상기 기지국(720)에게 버퍼의 임계값을 증가할 것을 요청하고, 평균 큐잉 지연이 상기 제공하는 서비스의 지연 요구보다 작을 경우 상기 서버(730)는 상기 기지국(720)에게 버퍼의 임계값을 감소시킬 것을 요청한다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 MCS 레벨을 이용한 단말 별 버퍼 임계값 설정 및 전송 제어 과정의 예를 도시한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값 결정을 위하여 상기 기지국은 기지국 내부 정보를 이용하여 버퍼 임계값을 자체적으로 결정할 수 있다.

상기 도 8을 참고하면, 상기 기지국은 기지국 내부 정보 중 MCS 레벨을 이용하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 또한, 기지국 내부 정보 중 사용자 별 스케줄링에 의한 지연 시간을 고려해서 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다.

810 단계에서 상기 기지국(803)은 상기 단말(801)로부터 CQI(channel quality indicator) 및 서비스 우선순위(service priority)에 대한 정보를 수신한다. 820 단계에서 상기 CQI 및 서비스 우선순위에 대한 정보를 수신한 상기 기지국(803)은 수신한 정보를 통해 해당 단말의 채널 상태를 파악한 후 MCS(modulation and coding scheme)를 결정한다. 상기 기지국은 상기 PHY 및 MAC 계층의 MCS 레벨에 따라 상기 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 상기 CQI를 이용하여 채널 상태를 판단하여 상기 기지국(803)과 상기 단말(801) 사이의 채널 상태에 따라 변조 차수(modulation order) 및 부호율(coding rate)을 조절하여 MCS를 결정함에 따라 상기 기지국(803)은 데이터의 전송률을 조절할 수 있다. 상기 기지국(803)이 더욱 높은 MCS 값을 결정할수록 전송률이 높아지게 되므로, 버퍼의 임계값은 더 증가될 수 있다.

상기 MCS 레벨에 따른 상기 버퍼 임계값을 결정하는 실시예는 하기 표1과 같다.

For each UE associating with a BS
-1. INTERVAL indexed by k <- predefined value //e.g. 100ms
-2. Qmin and Qmax <- predefined value as minimum and maximum queue length
-3. INPUT : Qth(k) <- queue threshold for current INTERVAL k
-4. INPUT : MCS(k) and MCS(k-1) <- moving averaged MCS level during INTERVAL k and k-1
-5. every INTERVAL, Qth should be updated
-6. If MCS(k) > MCS(k-1)
-7. Qth(k+1) <- MIN(Qth(k) + MCS(k) ? MCS(k-1), Qmax)
-8. Else
-9. Qth(k+1) <- MAX(Qth(k) + MCS(k) ? MCS(k-1), Qmin)
-10. OUTPUT : Qth(k+1)
-11. End

기지국은 INTERVAL 주기마다 단말 별 버퍼의 임계값 Qth을 업데이트하는데, 직전 INTERVAL 시간에 해당하는 MCS 레벨(MCS(K-1))값과 최근 INTERVAL 시간에 해당하는 MCS 레벨(MCS(K)) 값의 차이만큼 임계값 계산에 반영하도록 한다. 여기서, MCS 레벨은 INTERVAL 시간 동안 처리할 수 있는 데이터량으로 변환된 값을 사용한다.

상기 기지국(803)은 결정된 MCS를 통해 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 상기 기지국(803)은 높은 전송률(data rate)을 제공하는 MCS 레벨일수록 단말 별 버퍼 임계값을 증가시킨다. 이 때, 상기 단말에 대한 스케줄링 지연을 함께 고려해서 버퍼 임계값을 결정할 수 있다.

830 단계에서 상기 기지국(803)은 단말 별 버퍼 임계값을 기반으로 전송률을 제어한다. 상기 기지국(803)은 결정된 단말 별 버퍼 임계값을 기반으로, 현재 버퍼에 대기중인 데이터량과 임계값을 비교한 후, 현재 대기중인 데이터량이 임계값보다 클 경우 수신할 데이터량을 감소시킬 것을 결정하고, 현재 대기중인 데이터량이 임계값보다 적을 경우 수신할 데이터량을 증가시킬 것을 결정한다.

840 단계에서 상기 기지국(803)은 상기 서버(805)에 수신할 데이터를 요청한다. 상기 기지국(803)은 830 단계에서 현재 대기중인 데이터량과 단말 별 버퍼 임계값의 비교를 통해, 현재 대기중인 데이터량이 임계값보다 클 경우 상기 서버(805)에 요청할 데이터량을 감소시키고, 현재 대기중인 데이터량이 임계값 보다 작을 경우 상기 서버(805)에 요청할 데이터량을 증가시킨다. 845 단계에서 상기 서버(805)는 상기 기지국(803)으로부터 요청된 데이터량에 따라 상기 기지국(803)에게 데이터를 전송하여 요청에 응답한다.

850 단계에서 상기 기지국(803)은 상기 서버(805)로부터 수신한 데이터를 단말(801)에 전송하기 위해 데이터를 버퍼 영역에 저장하고, 스케줄링을 통해 데이터를 전송할 단말의 채널을 할당한다. 그 후, 상기 기지국(803)은 860 단계에서 상기 단말(801)에 데이터를 전송하고, 865 단계에서 상기 단말에 전송을 성공하였을 경우 상기 단말(801)로부터 응답 성공 신호인 ACK를 수신한다. 이 때, ACK를 받지 못한 데이터에 대해서 상기 기지국(803)은 상기 서버(805)에 해당 데이터 재전송을 신규 데이터보다 우선 요청할 수 있다.

상기 기지국(803)은 상기 단말(801)로부터 변경된 CQI 정보를 수신할 경우, 상기 기지국(803)은 변경된 CQI 정보에 따라 MCS 레벨을 새롭게 결정하고, 새롭게 결정된 MCS 레벨에 따른 단말 별 버퍼 임계값을 갱신한다. 그 후, 상기 기지국(803)은 갱신된 단말 별 버퍼 임계값에 따라 830 단계의 단말 별 버퍼 임계값에 기반한 전송 제어를 수행한다.

본 발명의 실시 예에 따르면 기지국은 단말 별 버퍼 상태 관찰에 따라 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 상기 기지국은 단말 별 큐에서 데이터가 머무르는 체류 시간(sojourn time)을 관찰하고, 상기 데이터가 머무르는 시간의 평균이 증가할 수록 상기 버퍼 임계값을 감소시킨다. 상기 단말 별 버퍼 상태 관찰에 따른 실시 예는 하기 표2와 같다.

For each UE associating with a BS
-1. Qth ßdefault value //e.g. maximum queue length (Qmax)
-2. If a new packet is enqueued into per-UE queue
-3. RC records the current time //RC: rate controller
-4. If the packet is dequeued from per-UE queue
-5. Tso <- RC computes the packet’s sojourn time
-6. Avg. Tso <- (Tso[t]+…+Tso[t-(w-1)])/w //w: time window for averaging
-7. If Avg. Tso > SOJOURN_TIME_THRESHOLD //e.g. SOJOURN_TIME_THRESHOLD = 10ms
-8. Qth <- MAX(Qth ? Δ, Qmin) //e.g. Qmin=0
-9. Else
-10. Qth <- MIN(Qth + Δ, Qmax)
-11. Go to 2

상기 표 2에 따르면 기지국은 단말 별 버퍼에 데이터가 머무르는 평균 시간을 관리하고, 상기 단말 별 버퍼에 패킷이 머무르는 평균 시간 값이 SOJOURN_TIME_THRESHOLD보다 크면 임계값을 감소시키고, 상기 단말 별 버퍼에 패킷이 머무르는 평균 시간 값이 SOJOURN_TIME_THRESHOLD보다 작으면 임계값을 감소시킨다.

도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값을 기반으로 한 전송 제어의 예를 도시한다.

기지국(910)은, 서버로부터 얼마만큼의 데이터를 요청할 것인지를 결정하는 전송 제어 동작을 수행한다. 상기 전송 제어는 단말별 버퍼 임계값과 현재 버퍼 대기량 비교에 기반하여 이루어진다.

상기 기지국(910)은 상기 버퍼 임계값 Qth과 현재 버퍼 대기량 Q을 비교한 후, 만일, 상기 현재 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값보다 작을 경우에는 전체 요청 크기 X를 늘릴 것을 요청하고, 만일, 상기 현재의 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값 Qth 보다 클 경우에는 상기 요청 크기 X를 줄일 것을 요청한다.

구체적으로, 상기 요청 크기를 결정하기 위하여, 상기 현재의 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값 보다 작을 경우 요청하는 데이터의 크기는 수학식 4와 같다.

Figure pat00004

여기서, α는 임의의 계수로, 증가된 요청 데이터의 크기, 즉, 덧셈 증가(additive increase)를 의미한다. 상기 수학식 4에 따르면, 현재의 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값 보다 작으면 바로 다음에 요청하는 데이터의 크기를 증가시킨다. 이 때, 상기 α는 상기 버퍼 임계값과 상기 현재의 버퍼 대기량의 차이에 비례하게 설정할 수 있다. 또한, 초기 값인 X(0)는 단말과 기지국 사이의 무선 채널 상태(또는 전송률)에 비례하게 설정하도록 한다.

상기 현재의 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값 보다 작을 경우 요청하는 데이터의 크기는 수학식 5와 같다.

Figure pat00005

여기서, β는 임의의 계수로, 감소된 요청 데이터의 크기, 곱셈 감소(multiplicative decrease)를 의미한다. 상기 수학식 5에 따르면, 현재의 버퍼 대기량이 상기 버퍼 임계값 보다 크면 바로 다음에 요청하는 데이터의 크기를 감소시킨다.

요청할 상기 데이터의 크기가 결정되면, 상기 기지국(910)은 서비스 별로 공평한 분배를 하기 위해 각 서버에 요청하는 데이터의 크기를 결정할 수 있다. 각 서버에 요청하는 크기를 할당하는 방법은 하기 수학식 6과 같다.

Figure pat00006

여기서, 상기 Ws는 서비스 별 가중치, W는 상기 서비스 별 가중치의 합, 상기 RTTs는 상기 서비스 별 왕복 시간, 상기 RTTmin은 상기 서비스 별 왕복 시간 중 최소 값, 상기 Xs는 서비스 별 요청 데이터의 크기, X는 전체 요청 데이터의 크기를 의미한다. 상기 수학식 6을 참고하면 서비스 별 가중치와 왕복 시간에 비례하여 전체 요청 데이터의 크기를 분배하면, 각 서비스 별 요청 데이터의 크기를 구할 수 있다. 각 서비스 별 요청 데이터의 크기를 조절하여 전송 제어를 수행하면, 하나의 단말에서 복수 개의 서버로부터 데이터를 수신하는 경우 서비스 별 가중치에 비례하게 데이터를 수신할 수 있다. 만일, 서비스 간 우선순위가 동일하다면, 우선순위가 동일한 서비스 간에 동일한 전송률이 보장될 수 있다. 서비스 별 왕복 시간을 고려하는 이유는 기지국에서 서버로 데이터를 요청 시, 이에 대한 데이터 응답이 왕복 시간에 비례해서 도착하기 때문이다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 단말의 서비스 우선 순위 정보 제공의 예를 도시한다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 단말(1001)은 기지국(1003)에게 서비스 별 우선 순위 정보를 제공할 수 있다.

상기 우선 순위는 사용자의 선호도가 반영되어 결정될 수 있다. 상기 우선 순위는 사용자는 직접 하나 이상의 서비스에 대한 우선순위를 할당할 수 있다. 예를 들어, A1(1010), A2(1020), A3(1030)라는 서비스가 존재한다고 가정하면, 상기 단말은 A1은 높은 우선 순위, A2는 보통의 우선 순위, A3는 낮은 우선 순위로 설정할 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 서비스 별 우선 순위 정보 제공의 예를 도시한다. 즉, 상기 단말은 다수의 서비스들을 제공받을 수 있으며, 상기 다수의 서비스들 간 우선순위를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 단말은 사용자의 서비스 별 선호도, 서비스의 사용 형태, 서비스의 종류에 따라 우선순위를 결정할 수 있다.

또한 상기 우선 순위는 단말이 내부적으로 서비스 사용 행태 또는 조건에 따라 할당할 수 있다. 단말은 특정 어플리케이션(application)을 실행된 횟수, 스트리밍(streaming) 어플리케이션을 확인하고, 큰 화면의 어플리케이션은 높은 우선 순위를 부여하거나, 작은 화면의 어플리케이션에는 낮은 우선 순위를 부여할 수 있다. 또는 종류가 다른 어플리케이션 간 스트리밍 어플리케이션에는 높은 우선 순위를 부여하거나, 다운로드 어플리케이션에는 낮은 우선 순위를 부여할 수 있다. 그리고 상기 단말은 포어그라운드(foreground) 어플리케이션에는 높은 우선 순위를 부여하고, 백그라운드(background) 어플리케이션에는 낮은 우선 순위를 부여하는 방식으로 우선 순위를 설정할 수 있다.

상기 단말은 상기 결정된 우선 순위에 대한 정보를 채널 품질 보고(channel quality report 또는 CQI)와 함께 전송할 수 있다. 또한, 상기 단말은 기지국 서비스를 위한 연결 설정 절차에 서비스에 대한 우선 순위를 함께 전송할 수 있다.

상기 기지국은 상기 단말로부터 서비스에 대한 정보를 수신하고, 수신한 상기 서비스에 대한 정보에 따라, 서비스를 제공하는 서버에 데이터를 요청할 수 있다. 상기 기지국은 상기 서버로부터 서비스 가입 정보를 획득하여 제공되는 서비스를 구분할 수 있다.

도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국의 서비스 가입 정보 획득 과정의 예를 도시한다.

상기 도 11을 참고하면, 상기 기지국은 단말의 초기 접속 시 HSS(home subscriber server)/AAA(authentication authorization and accounting)로부터 저지연(low latency) 기지국 서비스 가입 정보를 획득한다.

1110 단계에서 상기 단말(1101)이 상기 기지국(1103)에게 접속 요청 정보를 전송한다. 이때 접속 요청 정보는 능력정보(capability information) 및 단말ID(identification) 정보를 포함한다.

1120 단계에서, 상기 기지국(1103)은 상기 단말(1101)로부터 접속 요청을 받으면, HSS(home subscriber server)/AAA(authentication authorization and accounting)(1105)로부터 인증을 요청하고, 상기 HSS/AAA(1105)로부터 인증에 대한 응답을 수신한다.

1130 단계에서, 상기 기지국(1103)은 상기 HSS/AAA(1105)에 가입 요청(subscription request) 정보를 전송한다. 상기 가입 요청 정보는 단말의 ID 정보를 포함한다. 1140 단계에서, 상기 HSS/AAA(1105)는 상기 기지국(1103)으로부터 상기 가입 요청 정보를 수신한 후, 상기 가입 요청 정보에 대한 응답으로 가입 응답(subscription response) 정보를 상기 기지국(1103)으로 전송한다. 상기 가입 응답 정보는 상기 단말(1101)의 가입 정보를 포함한다. 상기 가입 정보는 상기 단말(1101)이 가입한 QoS(quality of service) 정보, 서비스 각각의 명칭, 복수의 서비스를 지칭하는 카테고리(category) 명칭 등을 포함할 수 있다.

1150 단계에서, 상기 기지국(1103)은 상기 HSS/AAA(1105)로부터 상기 가입 응답 정보를 수신한 후 상기 단말(1101)의 가입 정보를 저장한다.

상술한 본 발명의 실시 예는 TCP/IP 전송 제어를 고려하지 않은 경우이지만본 발명의 실시 예는 TCP/IP 전송 제어를 수행하는 서버에 대해서도 적용될 수 있다. 상기 TCP/IP 전송 제어를 수행하는 서버에 대한 전송 제어의 실시의 일 예는 이하 도 12, 도 13 및 도 14과 같다.

도 12은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 셀룰러 망과 TCP/IP 프로토콜 간 연동 시스템 모델의 예를 도시한다. 즉, 상기 도 12의 단말은 TCP/IP 프로토콜을 사용하지 않고 서비스를 제공하는 서버와 연결을 수행한다고 가정한다. 이때, 상기 단말은 서비스 ID 및 자신의 ID 정보를 셀룰러 기지국에 제공하며, 상기 기지국은 서비스 ID를 통해서 인터넷에 위치한 서버의 IP 주소를 파악할 수 있다. 그러면, 셀룰러 기지국은 상기 단말을 대신해서 상기 인터넷에 위치한 서버로 TCP/IP 연결을 설정하고 상기 단말이 요청한 서비스를 상기 단말의 ID를 이용해서 상기 단말에게 전달할 수 있게 된다.

상기 도 12를 참고하면, 상기 서버(1230)와 상기 기지국(1210)은 게이트웨이(gateway)(1240)를 통하여 TCP/IP로 연결되어 있음을 나타낸다. 상기 게이트웨이(1240)는 ‘SAE(system architecture evolution) 게이트웨이’로 지칭될 수 있다. 만일, 도 12와 같이, 상기 기지국(1210)과 상기 단말(1220), 상기 기지국(1210)과 상기 서버(1230)간 통신 연결 프로토콜이 상이하다고 할 경우, 즉, 상기 기지국(1210)과 상기 서버(1230) 사이의 연결은 TCP/IP 프로토콜이고, 상기 기지국(1210)과 상기 단말(1220) 사이는 TCP/IP 프로토콜이 아닐 경우, 전송 제어 요소인 상기 기지국(1210)과 상기 서버(1230) 간 연동이 필요하다. 상기 전송 제어 요소 간 연동을 위하여 본 발명에서 상기 기지국(1210)은 TCP 플로우(flow)로 동작한다. 상기 기지국(1210)이 상기 수신단으로 동작할 경우 두 가지의 옵션이 가능하다. 첫 번째는 상기 기지국(1210)이 전송 제어에 기반한 데이터 요청 크기를 TCP 연결에 적용하는 방법이다. TCP 연결에서는 서버가 데이터를 전송하면, 기지국이 전송된 데이터에 대한 응답으로 ACK을 서버로 전송한다. 상기 ACK의 Window Size(16비트) 필드에 데이터 요청 크기를 삽입할 수 있다. 하기 표 3은 TCP Header 포맷을 나타낸다.

Figure pat00007

두 번째는 기지국이 단말 별 버퍼의 체류 시간을 검사해서 TCP ACK를 조절하는 방법이다. 이는 기지국의 전송 제어 방법을 사용하지 않고, 서버의 TCP 전송 제어 방법을 이용하는 경우에 해당한다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 기지국에서 TCP 플로우의 수신 윈도우 설정의 예를 도시한다.

상기 도 13을 참고하면, 1340과, 1350을 참고하면, 단말과 기지국(1310)간은 TCP 프로토콜 연결이 아니지만, 상기 기지국(1310)과 서버(1320, 1330) 간의 연결은 TCP/IP 프로토콜을 이용하여 연결되어 있을 경우, 상기 기지국(1310)은 전송 제어를 통해 상기 단말과 기지국(1310), 상기 기지국(1310)과 서버(1320, 1330)간의 상이한 프로토콜 연결 사이의 전송률을 제어할 수 있다.

상기 기지국(1310)은 상이한 프로토콜 연결 사이의 통신은 물론, 전송 제어가 가능하다. 상기 기지국(1310)은 상기 서버(1320, 1330)의 전송률을 제한하기 위하여 상기 기지국(1310)에서 TCP 플로우의 수신 윈도우(window)를 설정할 수 있다. 상기 기지국(1310)은 상술한 단말 별 버퍼 임계값 기반 전송 제어에 따라 데이터 요청 크기를 결정한다.

결정된 데이터 요청 크기를 기반으로, 상기 기지국은 상기 데이터 요청 크기를 TCP 플로우 별로 분해하고 상기 분배된 값을 각 TCP ACK(acknowledgement)의 수신 윈도우 필드(window field)에 설정한 후, TCP ACK를 TCP 플로우의 송신단인 서버에 다시 전송한 후 상기 서버의 전송률을 제한한다.

상기 기지국(1310)이 요청 크기를 TCP 플로우 별로 분배하기 위하여 상기 기지국(1310)은 플로우 간 전송률 형평(throughput fairness)을 우선에 두거나, 가중치 형평에 우선을 둘 수 있다. 상기 기지국(1310)이 TCP 플로우 별로 분배하기 위하여 상기 기지국(1310)은 상기 서버(1320, 1330)에 ACK를 보내고, 상기 ACK에 포함된 SN(sequence number)에 해당하는 데이터를 수신할 때까지의 시간을 측정한다. 여기서, 측정된 시간을 TCP 플로우 별 RTT(round trip time)라 한다.

상기 플로우 간 전송률 형평을 우선하여 상기 TCP 플로우를 분배하는 경우, 상기 기지국(1310)은 RTT에 비례한 크기로 상기 TCP 플로우를 분배할 수 있다. 상기 RTT에 비례한 크기로 상기 TCP 플로우를 분배하는 과정은, 만일 두 개의 TCP 플로우가 존재한다고 가정하면, 상기 RTT에 비례한 크기로 상기 TCP 플로우를 분배하는 과정은 수학식 7을 따른다.

Figure pat00008

여기서, AWND(advertised window)는 흐름제어용 윈도우를 의미하고, X는 데이터 요청 크기를 의미한다. 상기 기지국(1310)은 데이터 요청 크기를 상기 TCP 플로우 별로 분배하고, 분배한 값을 각 TCP ACK의 수신 윈도우 필드에 설정한 후, 상기 TCP ACK를 상기 TCP 플로우의 송신단(sender)인 서버에 전송한다.

상기 플로우 간 가중치 형평을 우선하여 TCP 플로우를 분배하는 경우, 상기 기지국(1310)은 RTT 뿐만 아니라 플로우 간 가중치도 고려하여 비례하게 할당한다. 상기 가중치 형평을 우선하여 TCP 플로우를 분배하는 과정은, 만일 두 개의 TCP 플로우가 존재한다고 가정하면, 수학식 8과 같다.

Figure pat00009

여기서, W는 상기 TCP 플로우의 가중치를 의미한다. 상기 기지국(1310)은 데이터 요청 크기를 상기 가중치를 고려하여, 상기 TCP 플로우 별로 분배하고, 분배한 값을 각 TCP ACK의 수신 윈도우 필드에 설정한 후, 상기 TCP ACK를 상기 TCP 플로우의 sender인 서버에 전송한다.

상기 서버(1320, 1330)는 ACK를 수신한 후, 상기 서버(1320,1330)가 관리하는 혼잡 윈도우(CWND)와 상기 기지국(1310)으로부터 수신한 흐름제어용 윈도우(AWND) 중 작은 값을 이용하여, 송신 윈도우(sending window)를 결정할 수 있다.

상기 도 13에서, 1360 및 1370은 서버에 요청할 데이터의 분배 과정의 예를도시한다. 상기 기지국(1310)은 상술한 플로우 간 전송률 형평 또는 가중치 형평에 따라 상기 흐름제어용 윈도우 값을 조절하여 각 서버의 송신 윈도우를 결정할 수 있다.

상기 기지국(1310)은 단말의 버퍼 임계값 보다 현재 큐잉 데이터가 큰 경우(1360)는 요청 데이터를 감소시켜야 하고 및 단말의 버퍼 임계값 보다 현재 큐잉 데이터가 적은 경우(1370)는 요청 데이터를 증가시키는 제어를 한다. 상기 기지국(1310)은 상기 제어를 위해 상기 서버(1320, 1330)에 요청할 전체 데이터 크기를 결정하고, 결정된 전체 데이터의 크기를 상술한 AWND에 따라 각 서버(1320, 1330)에 요청한다(1380, 1390).

도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 서버의 전송률 제어의 예를 도시한다.

상기 도 14를 참고하면, 기지국(1410)은 단말 별 버퍼에서 데이터가 머무르는 시간에 따라 ACK를 조절하여 서버(1420)의 전송률을 제한할 수 있다. 상기 서버(1420)는 상기 기지국(1410)으로부터 ACK를 수신하여 혼잡 윈도우(congestion window)를 조절한다. 만일 망이 혼잡할 경우 상기 혼잡 윈도우의 크기를 작게 조절하여 데이터를 천천히 보내고, 만일, 망이 혼잡하지 않을 경우 상기 혼잡 윈도우의 크기를 크게 조절하여 데이터를 빠르게 보냄으로써 전송을 제어한다.

상기 ACK를 조절하기 위하여 상기 기지국(1410)은 단말별 데이터의 체류시간과 단말 별 버퍼 체류시간 임계값을 비교한다. 상기 기지국(1410)은 단말별 데이터의 체류시간과 단말 별 버퍼 체류시간 임계값을 비교한 후, 만일 상기 단말별 데이터의 체류 시간이 상기 단말 별 버퍼 체류시간 임계값 보다 클 경우(1450) ACK를 복제해서 duplicate ACKs를 상기 서버(1420)에 전송하고, 만일 상기 단말별 데이터의 체류 시간이 상기 단말 별 버퍼 체류시간 임계값 보다 작을 경우(1460) ACK를 분할해서 상기 서버(1420)로 전송한다.

상기 서버(1420)는 상기 기지국(1410)으로부터 ACK를 수신할 경우, 만일 상기 기지국(1410)으로부터 똑 같은 SN(sequence number)를 가진 복제된 ACK를 수신하면, 혼잡 윈도우의 크기를 1/2로 감소시킨다. 혼잡 윈도우를 결정하는 과정(1470)은 하기 수학식 9를 따른다.

Figure pat00010

여기서, CWND(t)는 특정 시간에서의 혼잡 윈도우를 의미한다.

만일, 상기 기지국(1410)으로부터 분할된 ACK를 수신할 경우 혼잡 윈도우의 크기를 분할된 ACK 만큼 증가시킨다. 분할된 ACK만큼 상기 혼잡 윈도우 크기를 조절하는 과정(1480)은 하기 수학식 10을 따른다.

Figure pat00011

여기서, CWND(t)는 특정 시간에서의 혼잡 윈도우, # of splitting은 분할된 ACK만큼의 개수를 의미한다. 또한, 분할된 ACK의 SN(sequence number)는 수신한 TCP 데이터 패킷의 SN값에 세그먼트 크기(segment size, 바이트 단위)를 더한 값보다 작도록 설정하도록 한다.

도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값을 결정하기 위한 과정의 실시 예를 도시한다.

상기 도 15를 참고하면, 1510 단계에서 기지국은 단말로부터 신호 수신을 확인한다. 상기 기지국은 임계값 결정을 위하여 단말로부터 신호를 수신하기 위해, 상기 기지국은 타임스탬프로 데이터의 헤더에 기록하여 상기 단말에 데이터를 전송하고, 상기 단말로부터 지연된 시간 정보를 수신하였을 경우, 상기 기지국은 1540 단계에서, 상기 단말로부터 수신한 상기 신호를 기반으로 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 만일, 상기 단말로부터 단말 별 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하지 못한 경우 상기 기지국은 1520 단계에서 서버로부터의 신호 수신을 확인한다.

1520 단계에서 상기 기지국은 서버로부터 신호 수신을 확인한다. 상기 기지국은 상기 서버로부터 단말 별 버퍼 임계값의 증가 또는 단말 별 버퍼 임계값의 감소 요청이 있을 경우 상기 서버로부터의 요청 정보를 수신하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 만일, 상기 서버로부터 단말 별 버퍼 임계값의 증가 또는 감소 요청이 없을 경우 상기 기지국은 1530 단계에서 기지국 내부 정보를 이용하여 임계값을 결정한다.

1530 단계에서 상기 기지국은 기지국 내부 정보를 확인한다. 상기 기지국은 PHY 및 MAC 계층의 MCS 레벨, 무선 자원 스케줄링에 의한 지연을 확인하거나, 단말 별 버퍼 상태 관찰에 따른 단말 별 버퍼에서 데이터가 머무르는 체류 시간을 확인하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 또는, 단말 별 버퍼에서 패킷이 빠져나가는 속도를 추정해서 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다.

1540 단계에서 상기 기지국은 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 상기 기지국은 1510, 1520, 1530 단계 중 적어도 어느 하나의 정보를 이용하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다. 상기 기지국은 상기 1510, 1520, 1530 단계 중 적어도 어느 하나의 정보를 이용하여, 상기 단말로의 데이터 전송 지연을 감소시키기 위하여 상기 단말 별 버퍼 임계값을 증가시키거나 감소시킬 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 버퍼 임계값에 의한 전송 제어 과정의 실시 예를 도시한다.

상기 도 16을 참고하면, 1610 단계에서 상기 기지국은 단말 별 버퍼 임계값을 확인한다. 상기 단말 별 버퍼 임계값은 단말로부터 수신한 지연 시간 정보, 기지국 내부의 정보, 또는 서버로부터 수신한 정보에 기반하여 결정될 수 있다.

1620 단계에서 상기 기지국은 현재 버퍼의 상태와 임계값을 비교한다. 상기 기지국은 현재 버퍼에 대기중인 데이터의 길이와 임계값을 비교한 후, 만일, 상기 현재 버퍼에 대기 중인 데이터의 길이가 임계값보다 작을 경우 1630 단계로 진행하여 서버에 요청할 전송 데이터 크기를 증가시키고, 만일, 상기 현재 버퍼에 대기 중인 데이터의 길이가 임계값보다 클 경우 1640 단계로 진행하여 서버에 요청할 전송 데이터 크기를 감소시키도록 한다. 그리고, 1650 단계에서 서버에 데이터를 요청한다.

도 17은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송제어를 위한 절차의 예를 도시한다.

상기 도 17을 참고하면, 1710 단계에서 기지국은 단말, 서버 및 기지국 내부 정보를 이용하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 예를 들어, 상기 기지국은 단말로부터 지연된 시간 정보를 수신하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정하거나, 상기 서버로부터 평균 버퍼 대기 지연 시간에 대한 정보를 수신하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정하거나, 또는, 상기 기지국의 내부 MCS 레벨 정보, 스케줄링 지연 정보 또는 단말 별 버퍼 상태 관찰에 따른 정보에 기반하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정할 수 있다.

1720 단계에서 상기 기지국은 1710에서 결정된 단말 별 버퍼 임계값과 버퍼 대기량을 비교한 후 요청할 데이터의 크기를 결정한다. 상기 기지국은 단말 별 버퍼 임계값과 버퍼 대기량을 비교하고, 만일, 상기 단말 별 버퍼 임계값이 상기 버퍼 대기량보다 크면, 요청 데이터의 크기를 증가시키도록 제어하고, 만일, 상기 단말 별 버퍼 임계값이 상기 버퍼 대기량보다 작으면, 요청 데이터의 크기를 감소시키도록 제어한다.

1730 단계에서 상기 기지국은, 1720 단계에서 결정된 데이터의 크기에 따라 서버에 데이터를 요청하고, 상기 서버는 상기 기지국이 요청한 데이터의 크기만큼 상기 기지국에 데이터를 전송한다.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송을 위한 단말의 신호 전송의 절차의 예를 도시한다.

상기 도 18을 참고하면, 1810 단계에서 단말은 지연 시간을 계산한다. 상기 단말은 기지국으로부터 타임스탬프가 기록된 데이터를 수신한 후, 상기 데이터를 디코딩한 후 지연된 시간을 계산한다. 지연된 시간은 상기 데이터를 수신한 시간과, 상기 데이터가 상기 기지국에서 큐잉(queueing) 된 시간의 차이를 이용하여 계산할 수 있다.

1820 단계에서 상기 단말은 상기 지연된 시간 정보를 전송한다. 상기 단말은 1810 단계에서 지연된 시간을 계산한 후, 상기 기지국이 단말별 버퍼 임계값을 증가 또는 감소를 결정하는데 필요한 상기 지연된 시간 정보를 상기 기지국에 전송할 수 있다. 또는, 상기 단말은 만일 지연 시간이 특정 임계값보다 클 경우 상기 기지국에 버퍼의 임계값을 감소시키기 위한 신호를 전송하고, 만일 상기 지연 시간이 특정 임계값보다 작을 경우 상기 기지국에 버퍼의 임계값을 증가시키기 위한 신호를 전송할 수 있다.

도 19는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송을 위한 서버의 신호 전송의 절차의 예를 도시한다.

상기 도 19를 참고하면, 1910 단계에서 상기 서버는 평균 단말별 큐잉(queueing) 지연 시간을 계산한다. 상기 서버는 단말별 상기 서버의 큐(queue)에서 데이터가 머무르는 시간을 저장하고, 상기 서버의 큐에서 데이터가 머무르는 체류 시간의 평균을 계산한다.

1920 단계에서, 상기 서버는 큐에서 데이터가 머무르는 체류 시간을 서비스별 지연 요구량(delay requirement)과 비교한다. 상기 서버는 큐에서 데이터가 머무르는 시간이 서비스별 지연 요구량보다 클 경우에는, 상기 서버에서 데이터의 체류 시간이 오래 지속되고 있다고 판단하고, 상기 기지국이 더욱 많은 데이터를 수신하도록 상기 단말 별 버퍼 임계값 증가 요청 신호를 생성한다. 만일, 큐에서 데이터가 머무르는 시간이 서비스별 지연 요구량보다 작을 경우에는, 상기 서버에서 데이터의 체류 시간이 짧다고 판단하고, 상기 단말 별 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 생성한다.

1930 단계에서, 상기 서버는, 상기 기지국이 단말별 버퍼 임계값을 증가 또는 감소를 결정하는 데 필요한 상기 큐에서 데이터가 머무르는 체류 시간에 대한 정보를 전송할 수 있다. 또는, 상기 서버는 생성한 상기 단말 별 버퍼 임계값 증가 요청 신호 또는 생성한 상기 단말 별 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 상기 기지국에 전송할 수 있다.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 기지국 장치의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 20을 참고하면, 상기 장치는 통신부(2010), 저장부(2020), 제어부(2030), 전송 제어부(2035)를 포함한다.

상기 통신부(2010)는 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 상기 통신부(2010)는 단말과 상기 제어부(2030) 사이의 통신 및, 서버와 상기 제어부(2030) 사이의 통신을 수행하고, 또한, 상기 제어부(2030)와 상기 저장부(2020) 사이의 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 통신부(2010)는 송신부, 수신부, 송수신부로 지칭될 수 있다.

상기 저장부(2020)는 전송 제어를 위한 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2020)는 단말 별 버퍼에 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2020)는 상기 제어부(2030)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2030)는 전송 제어를 위한 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(2030)는 상기 전송 제어부(2035)를 포함한다. 예를 들어, 상기 전송 제어부(2035)는 상기 전송 제어를 위한 장치가 상기 도 1 내지 도 18에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(2030)의 동작은 다음과 같다.

상기 제어부(2030)는, 상기 단말과 상기 서버로부터 수신한 정보 및 기지국의 정보를 이용하여 단말 별 버퍼 임계값을 결정한다. 상기 제어부(2030)는 결정한 상기 단말 별 버퍼 임계값과 버퍼 대기량을 비교하고, 만일, 상기 단말 별 버퍼 임계값이 상기 버퍼 대기량보다 크면, 요청 데이터의 크기를 증가시키도록 제어하고, 만일, 상기 단말 별 버퍼 임계값이 상기 버퍼 대기량보다 작으면, 요청 데이터의 크기를 감소시키도록 제어한다.

도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 단말 장치의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 21을 참고하면, 상기 장치는 통신부(2110), 저장부(2120), 제어부(2130), 전송 지연 제어부(2135)를 포함한다.

상기 통신부(2110)는 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 상기 통신부(2110)는 기지국과 상기 제어부(2130) 사이의 통신 및, 상기 제어부(2130)와 상기 저장부(2120) 사이의 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 통신부(2110)는 송신부, 수신부, 송수신부로 지칭될 수 있다.

상기 저장부(2120)는 단말 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2120)는 지연 시간과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2120)는 상기 제어부(2130)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2130)는 단말 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(2130)는 상기 전송 지연 제어부(2135)를 포함한다. 예를 들어, 전송 지연 제어부(2135)는 상기 단말 장치가 상기 도 6, 도 18에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(2130)의 동작은 다음과 같다.

상기 제어부(2130)는 기지국으로부터 수신한 타임스탬프가 기록된 데이터를 디코딩한 후 지연된 시간을 계산하고, 만일 지연 시간이 특정 임계값보다 클 경우 상기 기지국에 버퍼의 임계값을 감소시키기 위한 신호를 전송하도록 제어하고, 만일 상기 지연 시간이 특정 임계값보다 작을 경우 상기 기지국에 버퍼의 임계값을 증가시키기 위한 신호를 전송하도록 제어한다.

도 22는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 통신 시스템에서 중간 노드 중심 전송 제어를 위한 서버 장치의 블록 구성을 도시한다.

상기 도 22를 참고하면, 상기 장치는 통신부(2210), 저장부(2220), 제어부(2230), 전송 지연 제어부(2235)를 포함한다.

상기 통신부(2210)는 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. 특히 상기 통신부(2210)는 기지국과 상기 제어부(2230) 사이의 통신 및, 상기 제어부(2230)와 상기 저장부(2220) 사이의 통신을 수행할 수 있다. 이에 따라, 상기 통신부(2210)는 송신부, 수신부, 송수신부로 지칭될 수 있다.

상기 저장부(2220)는 서버 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 특히, 상기 저장부(2220)는 서버의 단말 별 큐에서의 데이터 지연 시간과 관련된 정보를 저장할 수 있다. 그리고, 상기 저장부(2220)는 상기 제어부(2230)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.

상기 제어부(2230)는 서버 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따라, 상기 제어부(2230)는 상기 전송 지연 제어부(2235)를 포함한다. 예를 들어, 전송 지연 제어부(2235)는 상기 서버 장치가 상기 도 7, 도 19에 도시된 절차를 수행하도록 제어한다. 본 발명의 실시 예에 따른 상기 제어부(2230)의 동작은 다음과 같다.

상기 제어부(2230)는 평균 단말별 큐잉(queueing) 지연 시간을 계산한다. 상기 서버의 큐에서 데이터가 머무르는 시간의 평균을 계산하고, 큐에서 데이터가 머무르는 시간을 서비스별 지연 요구량(delay requirement)과 비교한다. 상기 제어부는 큐에서 데이터가 머무르는 시간이 서비스별 지연 요구량보다 클 경우에는, 상기 제어부는 데이터의 체류 시간이 오래 지속되고 있다고 판단하고, 상기 기지국이 더욱 많은 데이터를 수신하도록 상기 단말 별 버퍼 임계값을 증가시킬 것을 요청한다. 만일, 큐에서 데이터가 머무르는 시간이 서비스별 지연 요구량보다 작을 경우에는, 상기 제어부는 데이터의 체류 시간이 짧다고 판단하고, 상기 기지국에게 임계값을 감소시킬 것을 요청한다.

본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(ROM: Read Only Memory), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.

또한, 상기 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(Local Area Network), WLAN(Wide LAN), 또는 SAN(Storage Area Network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 발명의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.

상술한 본 발명의 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 발명이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (50)

  1. 무선 통신 시스템에서 중간 노드 장치에 있어서,
    적어도 하나의 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하는 수신부와,
    상기 신호에 기반하여 상기 단말의 버퍼 임계값을 결정하고, 상기 결정된 단말의 버퍼 임계값에 따라 적어도 하나의 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 제어부를 포함하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 신호는 단말로부터 수신한 CQI(channel quality indication) 신호를 포함하고, 상기 CQI 신호는 변조 및 코딩방식(modulation and coding scheme)값의 결정에 이용되는 것인 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 결정된 변조 및 코딩방식 값이 클수록 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시키는 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 변조 및 코딩방식 값이 변경될 경우 상기 단말의 버퍼임계값을 갱신하는 동작을 더 수행하는 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 데이터가 단말 별 버퍼에 머무르는 체류 시간(sojourn time)이 길수록 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시키는 동작을 더 수행하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 단말의 버퍼에 데이터가 큐잉(queueing)되는 시간을 데이터에 기록하는 동작을 더 수행하고,
    상기 큐잉되는 시간이 기록된 데이터를 단말로 전송하는 송신부를 더 포함하는 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 신호는 상기 단말로부터 수신되는 요청 신호를 포함하는 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 단말의 상기 데이터 수신 시간과 상기 기지국의 버퍼에서 상기 데이터가 큐잉된 시간의 차이가 설정값 보다 클 경우, 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시킬 것을 요청하는 신호이고, 상기 단말의 상기 데이터 수신 시간과 상기 기지국의 버퍼에서 상기 데이터가 큐잉된 시간의 차이가 설정값 보다 작을 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시킬 것을 요청하는 신호인 것인 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 서버로부터 수신되는 요청 신호를 포함하는 장치.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 서버에서의 데이터 체류 시간이 기준 시간 보다 길 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시킬 것을 요청하는 신호이고,
    상기 서버에서의 데이터 체류 시간이 기준 시간 보다 짧을 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시킬 것을 요청하는 신호인 것인 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 중간 노드의 버퍼에 저장된 데이터 저장량에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하고, 상기 데이터 저장량이 상기 단말의 버퍼 임계값보다 클 경우 상기 서버에 요청하는 데이터의 크기를 감소하도록 결정하고, 상기 데이터 저장량이 상기 단말의 버퍼 임계값보다 작을 경우 상기 서버에 요청하는 데이터의 크기를 증가하도록 결정하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 단말로부터 수신한 서비스 우선 순위에 더 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 서비스 우선 순위는, 사용자의 선호도, 서비스 사용 형태, 서비스 사용 조건, 서비스 종류 중 적어도 하나를 포함하는 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 중간 노드와 상기 서버 사이의 신호 도달 시간에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 조절하는 동작을 더 수행하는 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서버로 ACK(acknowledgement)신호를 전송한 후, 상기 ACK 신호가 수신될 때까지의 왕복 시간(round trip time)을 측정하여 상기 신호 도달 시간을 결정하는 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 특정값 보다 짧을 경우, 상기 ACK 신호를 분할해서 상기 서버에 전송하고, 상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 상기 특정값 보다 길 경우 상기 ACK 신호를 복제해서 상기 서버에 전송하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 짧을수록 분할 ACK 신호의 수를 증가시키는 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 각 서버별 가중치에 비례하여 각 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 중간 노드와 상기 서버 사이의 신호 왕복 시간에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 조절하는 동작을 더 수행하는 장치.
  20. 무선 통신 시스템에서 단말 장치에 있어서,
    중간 노드로부터 데이터를 수신하는 수신부와,
    상기 데이터의 수신 지연 시간을 이용하여 상기 중간 노드가 관리하는 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 단말의 버퍼 임계값은 상기 중간 노드가 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는데 이용되는 것인 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 중간 노드에 포함된 버퍼에 상기 데이터가 저장된 시간에 대한 정보를 포함하는 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 수신 지연 시간은, 상기 데이터의 수신 시간과, 상기 데이터가 버퍼에 저장된 시간의 차이에 대응하는 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 지연 시간이 설정값보다 길 경우 단말의 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 지연 시간이 설정값보다 짧을 경우 단말의 버퍼 임계값 증가 요청 신호를 생성하는 장치.
  24. 무선 통신 시스템에서 서버 장치에 있어서,
    서버의 단말 별 큐(queue)에서의 데이터 체류 시간을 저장하는 저장부와,
    상기 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간에 기반하여 중간 노드가 관리하는 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 제어부를 포함하고,
    상기 단말의 버퍼 임계값은 상기 중간 노드가 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는데 이용되는 것인 장치
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 서버의 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간이 서비스 지연 요구 시간 보다 길 경우 단말의 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 생성하고, 상기 서버의 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간이 서비스 상기 서비스 지연 요구 시간 보다 짧을 경우 상기 단말의 버퍼 임계값 증가 요청 신호를 생성하는 장치.
  26. 무선 통신 시스템에서 중간 노드의 전송 제어 방법에 있어서,
    적어도 하나의 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 수신하는 과정과,
    상기 신호에 기반하여 상기 단말의 버퍼 임계값을 결정하는 과정과,
    상기 결정된 단말의 버퍼 임계값에 따라 적어도 하나의 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 신호는 단말로부터 수신한 CQI(channel quality indication) 신호를 포함하고, 상기 CQI 신호는 변조 및 코딩방식(modulation and coding scheme)값의 결정에 이용되는 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 단말의 버퍼 임계값을 결정하는 과정은,
    상기 결정된 변조 및 코딩방식 값이 클수록 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시키는 과정을 포함하는 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    상기 단말 별 버퍼의 임계값을 결정하는 과정은,
    상기 변조 및 코딩방식 값이 변경될 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 갱신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    상기 단말의 버퍼 임계값을 결정하는 과정은,
    데이터가 단말 별 버퍼에 머무르는 체류 시간(sojourn time)이 길수록 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시키는 과정을 더 포함하는 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    단말의 버퍼에 데이터가 큐잉(queueing)되는 시간을 데이터에 기록하는 과정을 더 포함하고,
    상기 큐잉되는 시간이 기록된 데이터를 단말로 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  32. 제26항에 있어서,
    상기 신호는 상기 단말로부터 수신되는 요청 신호를 포함하는 방법.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 단말의 상기 데이터 수신 시간과 상기 중간 노드의 버퍼에서 상기 데이터가 큐잉된 시간의 차이가 설정값 보다 클 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시킬 것을 요청하는 신호이고,
    상기 단말의 상기 데이터 수신 시간과 상기 중간 노드의 버퍼에서 상기 데이터가 큐잉된 시간의 차이가 설정값 보다 작을 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시킬 것을 요청하는 신호인 것인 방법.
  34. 제26항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 서버로부터 수신되는 요청 신호를 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 신호는, 상기 서버에서의 데이터 체류 시간이 기준 시간 보다 클 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 증가시킬 것을 요청하는 신호이고,
    상기 서버에서 데이터 체류 시간이 기준 시간 보다 작을 경우 상기 단말의 버퍼 임계값을 감소시킬 것을 요청하는 신호인 것인 방법.
  36. 제26항에 있어서,
    상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 중간 노드의 버퍼에 저장된 데이터 저장량에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정과,
    상기 데이터 저장량이 상기 단말의 버퍼 임계값보다 클 경우 상기 서버에 요청하는 데이터의 크기를 감소하도록 결정하는 과정과,
    상기 데이터 저장량이 상기 단말의 버퍼 임계값보다 작을 경우 서버에 요청하는 데이터의 크기를 증가하도록 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 단말로부터 수신한 서비스 우선 순위에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정을 더 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서,
    상기 서비스 우선 순위는, 사용자의 선호도, 서비스 사용 형태, 서비스 사용 조건, 서비스 종류 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  39. 제26항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 중간 노드와 상기 서버 사이의 신호 도달 시간에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 조절하는 과정을 더 포함하는 방법.
  40. 제39항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 서버로 ACK(acknowledgement) 신호를 전송한 후, 상기 ACK 신호가 수신될 때까지의 왕복 시간(round trip time)을 측정하여 상기 신호 도달 신호 시간을 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  41. 제39항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 특정값 보다 작을 경우, 상기 ACK 신호를 분할해서 상기 서버에 전송하는 과정과,
    상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 상기 특정값 보다 클 경우, 상기 ACK 신호를 복제해서 상기 서버에 전송하는 과정을 포함하는 방법.
  42. 제41항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 중간 노드에서의 데이터 체류 시간이 짧을수록 분할 ACK 신호의 수를 증가시키는 과정을 포함하는 방법.
  43. 제39항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    각 서버별 가중치에 비례하여 각 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
  44. 제39항에 있어서,
    상기 서버별 요청 데이터의 크기를 결정하는 과정은,
    상기 중간 노드와 상기 서버 사이의 신호 왕복 시간에 기반하여 상기 서버에 요청할 데이터의 크기를 조절하는 과정을 더 포함하는 방법.
  45. 무선 통신 시스템에서 단말의 전송 제어 방법에 있어서,
    기지국으로부터 데이터를 수신하는 과정과,
    상기 데이터의 수신 지연 시간을 이용하여 상기 중간 노드가 관리하는 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 과정을 포함하고,
    상기 단말의 버퍼 임계값은 상기 중간 노드가 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는데 이용되는 것인 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 기지국에 포함된 버퍼에 상기 데이터가 저장된 시간에 대한 정보를 포함하는 방법.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 수신 지연 시간은, 상기 데이터의 수신 시간과, 상기 데이터가 버퍼에 저장된 시간의 차이에 대응하는 것인 방법.
  48. 제45항에 있어서,
    상기 신호를 생성하는 과정은,
    상기 지연 시간이 설정값보다 클 경우 단말의 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 생성하는 과정과,
    상기 지연 시간이 설정값보다 작을 경우 단말의 버퍼 임계값 증가 요청 신호를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
  49. 무선 통신 시스템에서 서버(server)의 전송 제어 방법에 있어서,
    서버의 단말 별 큐(queue)에서의 데이터 체류 시간을 저장하는 과정과,
    상기 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간에 기반하여 단말의 버퍼 임계값 결정을 위한 신호를 생성하는 과정을 포함하고,
    상기 단말의 버퍼 임계값은 상기 중간 노드가 서버에 요청할 데이터의 크기를 결정하는데 이용되는 것인 방법.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 신호를 생성하는 과정은,
    상기 서버의 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간이 서비스 지연 요구 시간 보다 길 경우, 단말의 버퍼 임계값 증가 요청 신호를 생성하는 과정과,
    상기 서버의 단말 별 큐에서의 데이터 체류 시간이 상기 서비스 지연 요구 시간 보다 짧을 경우, 상기 단말의 버퍼 임계값 감소 요청 신호를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
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