KR20170087161A

KR20170087161A - 고속 무선 네트워크에서의 전송제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170087161A
Application number: KR1020160006819A
Authority: KR
Inventors: 이현주; 김진형; 지앙웨이 쉬; 이진호; 크리쉬나 마노하르 싱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2017-07-28
Also published as: US20170208498A1; EP3366061A1; WO2017126927A1; EP3366061A4; CN108476430A; US10462702B2; CN108476430B; EP3366061B1; KR102537960B1

Abstract

본 개시는 LTE와 같은 4G 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 특히 본 개시는 무선통신시스템에서 전송 제어 프로토콜 (TCP: transmission control protocol) 환경에서의 혼잡 제어 (congestion control)를 수행하는 장치 및 방법을 제안하고 있다.
이를 위해, 오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간이 경과하여 적어도 하나의 복구 세션을 개설하고, 상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 사이에서 링크 복구가 이루어지는지를 감시한다. 상기 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 시나리오에 따라 전송 속도를 회복할 수 있다.

Description

고속 무선 네트워크에서의 전송제어장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION IN A HIGH THOUGHPUT WERELLESS NETWORK}

본 개시의 다양한 실시 예들은 고속 무선 네트워크에서 전송 제어 프로토콜 (TCP: transmission control protocol)을 기반으로 전송 제어를 수행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

4G (4^th-Generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G (5^th-Generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후 (beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE 시스템 이후 (Post LTE)의 시스템이라 불리고 있다.

높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파 (mmWave) 대역 (예를 들어, 60기가 (60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서 전파의 경로 손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍 (beamforming), 거대 배열 다중 입출력 (massive multi-input multi-output: massive MIMO), 전차원 다중입출력 (full dimensional MIMO: FD-MIMO), 어레이 안테나 (array antenna), 아날로그 빔형성 (analog beam-forming), 및 대규모 안테나 (large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.

또한, 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀 (advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크 (cloud radio access network: cloud RAN), 초고밀도 네트워크 (ultra-dense network), 기기 간 통신 (device to device communication: D2D), 무선 백홀 (wireless backhaul), 이동 네트워크 (moving network), 협력 통신 (cooperative communication), CoMP (coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거 (interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.

이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조 (advanced coding modulation: ACM) 방식인 FQAM (hybrid FSK and QAM modulation) 및 SWSC (sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC (filter bank multi carrier), NOMA (non-orthogonal multiple access), 및 SCMA (sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.

무선 통신 시스템에서는 통신 환경 등을 고려하여 안정적인 통신 서비스를 제공하기 위한 방안을 마련하고 있다. 예컨대, 무선 통신 시스템은 높은 성능 (high performance)을 구현하고, 혼잡 (congestion)에 의한 붕괴 (collapse)를 회피하기 위해, 혼잡 제어 (congestion control)를 수행할 수 있다.

하나의 예로써, 전송 제어 프로토콜 (TCP: transmission control protocol)은 종단 간 (end-to-end) 간의 신뢰성 있는 전송을 보장하기 위해, 흐름 제어 (flow control)과 혼잡 제어 (congestion control)라는 두 개의 메커니즘을 이용한다.

상기 흐름 제어는 수신 디바이스의 수신 버퍼 상황을 고려하여 송신 디바이스가 전송할 패킷의 량을 조절하는 것이고, 상기 혼잡 제어는 네트워크의 혼잡 (예컨대 중계 디바이스의 버퍼 상황 등)을 고려하여 송신 디바이스가 전송할 패킷의 량을 조절하는 것이다.

상기 송신 디바이스는 수신 디바이스로부터 광고된 윈도우 (advertised window, RWND) 크기를 받은 후 그것보다 작은 크기로 패킷을 전송하는 것에 의해, 흐름 제어를 수행할 수 있다. 상기 송신 디바이스는 네트워크의 상황을 감시하고, 상기 감시 결과를 기반으로 혼잡 윈도우 (CWND: congestion window) 크기를 조절하는 것에 의해, 혼잡 제어를 수행할 수 있다. 상기 조절된 CWND 크기는 전송할 하나의 패킷 크기를 결정할 수 있다.

상기 흐름 제어와 상기 혼잡 제어를 지원하는 송신 디바이스는 RWND 크기와 CWND 크기 중에서 작은 값을 사용하여 전송할 하나의 패킷 크기를 결정할 수 있다.

상기 혼잡 제어를 위해, 송신 디바이스는 직접 네트워크의 상황을 감시하거나 수신 디바이스에 의해 제공되는 정보를 기반으로 네트워크의 상황을 예측할 수 있다.

예컨대, 상기 송신 디바이스는 일정 시간이 지나도 수신 디바이스로부터 응답 신호 (ACK)가 수신되지 않거나 수신 디바이스로부터 특정 패킷을 수신하지 못하였다는 알림을 수신함을 기반으로 네트워크의 상황을 예측할 수 있다. 상기 일정 시간이 지나도 수신 디바이스로부터 응답 신호 (ACK)를 수신하지 못할 시, 송신 디바이스에서 타임아웃이 발생할 수 있다. 상기 송신 디바이스는 수신 디바이스로부터 사본 응답 신호 (duplicate ack, DUP-ACK)를 수신함으로써, 수신 디바이스가 특정 패킷을 수신하지 못하였음을 인지할 수 있다. 즉, 패킷 유실이 발생하였음을 인지할 수 있다.

일반적으로 타임아웃이 발생하였으면, 송신 디바이스는 TCP에서의 혼잡 제어를 기반으로 CWND 크기를 조절함으로써, 전송 대역폭을 회복하는데 많은 시간이 요구된다. 그 이유는 TCP에서의 혼잡 제어에 따르면, 에러 발생 시 CWND 크기가 급격하게 감소하나 회복 시 CWND 크기의 증가 속도는 상대적으로 떨어지기 때문이다. 또한, 타임아웃이 발생한 후 재전송을 시도하는 주기가 지수적으로 증가함에 따라, 에러 복구 후 전송이 재개될 때까지도 지연이 발생할 수 있다.

따라서, 타임아웃 이후에 에러 복구가 이루어질 시, 이른 시일 안에 전송 재개가 이루질 수 있도록 하고, 전송 재개 이후에 원하는 전송 속도를 회복하기 위한 시간을 단축하는 방안이 마련되어야 할 것이다.

본 개시의 한 실시 예에 따르면, 무선통신시스템에서 에러 발생 구간에 따라 차별적으로 전송 속도를 회복하는 방법 및 그 장치를 제공할 수 있다.

본 개시의 한 실시 예에 따르면, 무선통신시스템에서 무선 구간에서 발생한 에러에 대응하여 TCP 전송 속도를 회복하는데 소요되는 시간을 단축하는 방안을 제공할 수 있다.

본 개시의 한 실시 예에 따르면, 무선통신시스템에서 에러 발생 타입과 시간을 고려하여 차별화된 TCP 세션 복구를 시도하는 적응적 세션 복구 (adaptive session recovery) 방안을 제공할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따른 고속 무선 네트워크에서 전송 통신 프로토콜을 지원하는 무선 디바이스의 적응적 세션 복구방법은, 오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간이 경과하여 적어도 하나의 복구 세션을 개설하는 과정과, 상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 사이에서 링크 복구가 이루어지는지를 감시하는 과정과, 상기 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 시나리오에 따라 전송 속도를 회복하는 과정을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따른 고속 무선 네트워크에서 전송 통신 프로토콜을 지원하는 무선 디바이스는, 통신 모듈과, 오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간이 경과하여 적어도 하나의 복구 세션을 개설하고, 상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 사이에서 링크 복구가 이루어지는지를 감시하며, 상기 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 시나리오에 따라 전송 속도를 회복하는 제어 모듈을 포함할 수 있다.

본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 에러가 발생한 구간을 확인하고, 상기 확인한 에러 발생 구간에 적합한 혼잡 제어를 수행함으로써, 에러 발생 구간에 따라 빠른 전송 속도의 회복이 가능하도록 한다. 특히, 무선 구간에서 발생한 에러로 인해 저하된 TCP 전송 속도를 빠르게 회복할 수 있도록 하였다.

도 1은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP 기반의 네트워크에서 형성된 하나의 링크를 도시한 도면이다.
도 2는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스의 블록 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 에러 발생 구간을 고려하여 전송 속도를 회복하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 4는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 에러 발생 구간을 판단하는 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 무선 구간에서 발생한 에러를 복구하기 위한 적응적 세션 복구 절차에 상응한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 6a와 도 6b는 제안된 다수의 실시 예에 따른 에러 복구로 인한 처리량의 변화를 도시한 도면이다.
도 7은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 무선 구간에서 발생한 에러를 복구하기 위한 적응적 세션 복구 절차에 상응한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 8은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에 구비된 제어 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 세션 복구를 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다.
도 10은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 무선 디바이스에서 링크 복구 시점을 고려하여 제안될 수 있는 다양한 시나리오들을 도시한 도면이다.
도 11은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제1 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.
도 12a와 도 12b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제2 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.
도 13a와 도 13b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제3 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.
도 14는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제4 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.
도 15는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 링크 복구 시점별로 전송 속도 회복을 위한 세션의 사용 예들을 도시한 도면이다.
도 16은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스의 기능 블록의 구성을 도시한 도면이다.
도 17은 제안된 다양한 실시 예에서의 제1 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다.
도 18은 제안된 다양한 실시 예에서의 제2 및 제3 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다.
도 19는 제안된 다양한 실시 예에서의 제4 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다.
도 20은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 네트워크에서 RTO 발생 후 전송 속도를 복구하기 위한 시그널링 절차를 도시한 도면이다.
도 21은 제안된 실시 예에 따라 TCP 기반의 네트워크에서 링크가 복구될 시, 전송 속도의 회복 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 개시의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시 예의 다양한 변경 (modification), 균등물 (equivalent), 및/또는 대체물 (alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.

본 문서에서, "가진다" 또는 "가질 수 있다" 또는 “포함한다” 또는 “포함할 수 있다” 등의 표현은 해당 특징 (예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, “A 또는 B”, “A 또는/및 B 중 적어도 하나” 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, “A 또는 B", “ A 및 B 중 적어도 하나” 또는 “ A 또는 B 중 적어도 하나”는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

다양한 실시 예에서 사용된 “제 1”, “제 2”, “첫째” 또는 “둘째” 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 상기 표현들은 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 제 1 사용자 기기와 제 2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 개시의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어 ((operatively or communicatively) coupled with/to)"있다거나 "접속되어 (connected to)"있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소 (예: 제 1 구성요소)가 다른 구성요소 (예: 제 2 구성요소)에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소 (예: 제 3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된 (또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한 (suitable for)", "~하는 능력을 가지는 (having the capacity to)", "~하도록 설계된 (designed to)", "~하도록 변경된 (adapted to)", "~하도록 만들어진 (made to)" 또는 "~를 할 수 있는 (capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성 (또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된 (specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성 (또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서 (예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서 (generic-purpose processor) (예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있을 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미가 있는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

본 개시에서 제안될 다양한 실시 예에서 TCP를 지원하는 송신 디바이스가 무선 구간에서의 에러 발생으로 타임아웃이 발생할 시, 에러 복구를 통한 빠른 전송 속도를 회복할 수 있는 방안을 마련할 것이다.

일 실시 예에 따르면, 타임아웃이 발생할 시, 송신 디바이스는 에러가 유선 구간에서 발생한 것인지 무선 구간에서 발생한 것인지를 판단하고, 그 판단 결과를 기반으로 에러 발생 구간별로 미리 정의된 TCP 전송 제어 메커니즘 중 하나를 사용하여 전송 속도의 빠른 복구를 제공할 수 있도록 한다.

이를 위해, 송신 디바이스가 무선 품질을 감시하고, 그 결과를 기반으로 에러가 발생한 구간이 유선 구간인지 무선 구간인지를 판단하는 방안을 마련할 필요가 있다.

일 실시 예에 따르면, 송신 디바이스가 타임아웃이 발생하기 이전에 사본 응답 신호 (DUP-ACK)가 수신된 횟수를 고려하여 세션 복구 이후에 전송 속도를 빠르게 회복할 수 있도록 한다. 예컨대, 단일 사본 응답 신호 (single DUP-ACK)를 수신한 후 세션이 복구된 경우, 복구된 기존 세션 (original session)을 사용하여 전송 속도를 회복하고, 다수의 사본 응답 신호 (multiple DUP-ACK)를 수신한 후 세션이 복구된 경우, 복구된 기존 세션과 새로이 개설 (open)된 세션 (recovery session)을 사용하여 전송 속도를 회복할 수 있다.

원하는 전송 속도로의 빠른 회복을 위해, 송신 디바이스는 새로운 세션을 필요한 개수만큼 개설할 수 있다. 즉, 상기 송신 디바이스는 기존 세션을 유지하고, 새로운 세션을 하나씩 개설하면서 네트워크의 대역폭을 측정하며, 상기 측정되는 대역폭이 더는 증가하지 않을 때까지 새로운 세션을 개설할 수 있다. 상기 새로운 세션의 개설에 의해 최대 전송 속도를 확보한 경우, 상기 송신 디바이스는 새로운 세션의 개설을 중단할 수 있다.

본 개시에서 제안될 다중 세션을 통해 전송 속도를 회복하는 방안은 왕복 지연 시간 (RTT: round trip time)이 큰 통신 환경에 적용하는 것이 바람직할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 송신 디바이스는 타임아웃이 발생한 이후 링크가 복구되는 시점별로 빠른 전송 속도 회복을 위한 방안을 마련할 수 있다. 예컨대, 상기 송신 디바이스는 타임아웃이 발생한 후 소정 시간이 지난 시점 (일 예로 RTO-2RTT)에서 복구 세션을 개설하고, 그 이후 링크 복구가 최초 재전송을 위해 설정된 시점 (T₁, 일 예로 RTO) 이전에 이루어지는지 그 이후에 이루어지는 지를 구분하여 전송 속도를 회복하기 위한 방안을 마련할 것이다. 또한, 상기 송신 디바이스는 링크 복구가 최초 재전송이 이루어진 후 최대 대기 시간 (T₂, Max RTO) 이전에 이루어지는지 그 이후에 이루어지는 지를 구분하여 전송 속도를 회복하기 위한 방안을 마련할 것이다.

본 개시에서 제안될 다양한 실시 예에 따른 다중 세션을 이용한 전송 속도의 복구는 최초 재전송이 이루어진 후 최대 대기 시간 이전에 링크 복구가 이루어진 경우에 한하여 적용할 수 있다. 상기 송신 디바이스는 최대 대기 시간이 경과할 때까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 수도 있다. 상기 송신 디바이스는 최초 재전송이 이루어지기 이전에 링크가 복구되면, 기존 세션을 통한 빠른 복구 (fast recovery)를 수행할 수 있다.

이하 제안될 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP 기반의 네트워크에서 형성된 하나의 링크를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선 디바이스 (110)와 서버 (130)을 연결하는 하나의 링크는 무선 네트워크 (wireless network) 구간 (140)과 유선 네트워크 (wired network) 구간 (150)으로 이루어질 수 있다.

상기 무선 디바이스 (110)는 TCP 기반으로 고속 무선 네트워크 (mmWave)에서의 무선 통신 서비스를 지원하는 전자 장치일 수 있다. 상기 전자 장치는 예를 들면, 스마트 폰 (smart phone), 태블릿 PC (tablet personal computer), 이동 전화기 (mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기 (e-book reader), 데스크탑 PC (desktop personal computer), 랩탑 PC (laptop personal computer), 넷북 컴퓨터 (netbook computer), 워크스테이션 (workstation), 서버, PDA (personal digital assistant), PMP (portable multimedia player), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라 (camera), 또는 웨어러블 장치 (wearable device) (예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치 (head-mounted-device (HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리 (appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치 (smart watch)) 중 적어도 하나가 될 수 있다.

그뿐만 아니라, 상기 전자 장치는 스마트 가전 제품 (smart home appliance)일 수도 있다. 상기 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD (digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스 (set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널 (home automation control panel), 보안 컨트롤 패널 (security control panel), TV 박스 (예: 삼성 HomeSync™, 애플TV™, 또는 구글 TV™), 게임 콘솔 (예: Xbox™, PlayStation™), 전자 사전, 전자 키, 캠코더 (camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나일 수 있다.

또한, 상기 전자 장치는, 각종 의료기기 (예: 각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA (magnetic resonance angiography), MRI (magnetic resonance imaging), CT (computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션 (navigation) 장치, GPS 수신기 (global positioning system receiver), EDR (event data recorder), FDR (flight data recorder), 자동차 인포테인먼트 (infotainment) 장치, 선박용 전자 장비 (예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기 (avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛 (head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM (automatic teller's machine), 상점의 POS (point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (Internet of Things) (예: 전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기 (thermostat), 가로등, 토스터 (toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나일 수도 있다.

또한, 상기 전자 장치는 가구 (furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드 (electronic board), 전자 사인 수신 장치 (electronic signature receiving device), 프로젝터 (projector), 또는 각종 계측 기기 (예: 수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나일 수도 있다.

상기 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합 또는 플렉서블 전자 장치일 수도 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 무선 네트워크 구간 (140)은 무선 자원을 사용하여 상기 무선 디바이스 (110)와 중계 디바이스 (AP: access point)(120)를 연결한 적어도 하나의 세션일 수 있고, 상기 유선 네트워크 구간 (150)은 유선 자원을 사용하여 상기 중계 디바이스 (120)와 상기 서버 (130)를 연결하는 적어도 하나의 세션일 수 있다.

상기 무선 네트워크 구간 (140)은 상기 유선 네트워크 구간 (150)에 비해, 상대적으로 불안정할 수 있다. 예컨대, 상기 유선 네트워크 구간 (150)은 외부 요인으로 에러가 발생할 가능성이 상기 무선 네트워크 구간 (140)에 비해 현저히 낮을 수 있다. 즉, 상기 무선 네트워크 구간 (140)은 통신 환경의 변화가 심할 수 있으므로, 이를 고려한 안정적인 통신 서비스의 지원을 위한 방안이 마련될 필요가 있을 것이다. 그 대표적인 예가 TCP를 기반으로 하는 무선 네트워크 구간 (140)에서 통신 환경 변화를 기반으로 전송 속도 (전송률)를 제어하는 혼잡 제어 등이 될 수 있다.

상술한 구조에서 무선 네트워크 구간 (140)이 고속 무선 네트워크 환경을 지원하는 경우, 상기 무선 네트워크 구간 (140)에서 에러 발생 시, TCP 동작으로 인해, 최대 전송 대역폭을 활용할 수 없는 상황이 발생할 수 있다. 이는 무선 네트워크 구간 (140)에서 에러가 발생하면, TCP 혼잡 제어 알고리즘에 의해 CWND가 급격하게 줄어들고, 이를 회복하는데 많은 시간이 소요되기 때문이다.

따라서, TCP를 기반으로 하는 고속 무선 네트워크 환경에서 에러가 발생할 시, 상기 발생한 에러를 복구하기 위한 방안은 에러가 발생한 구간별로 마련할 필요가 있다. 즉, 유선 네트워크 구간 (150)에서 발생한 에러는 제1 에러 복구 알고리즘을 사용하여 에러를 복구하고, 무선 네트워크 구간 (140)에서 발생한 에러는 제2 복구 알고리즘을 사용하여 에러를 복구할 수 있다.

상기 제1 에러 복구 알고리즘으로는 일반적인 TCP 기반의 네트워크에 적용된 전송 제어 메커니즘이 사용될 수 있고, 상기 제2 에러 복구 알고리즘으로는 에러 복구 시에 전송 속도를 빠르게 회복하기 위해 제안된 전송 제어 메커니즘이 사용될 수 있다. 상기 제2 에러 복구 알고리즘으로 제안된 전송 제어 메커니즘은 '적응적 세션 복구 알고리즘'에 포함된 하나의 방안일 수 있다. 예컨대, 상기 적응적 세션 복구 알고리즘은 'TCP 혼잡 제어 알고리즘', 'TCP 재전송 알고리즘', 'TCP 전송 제어 메커니즘', 'TCP 복구 방법' 등을 포함할 수 있다.

도 2는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스의 블록 구성을 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 통신 모듈 (210)은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 기반으로 외부 장치 (예: 기지국, AP, 외부 전자 장치 등)와의 통신을 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 통신 모듈 (210)은 소정의 통신 프로토콜을 기반으로 무선 네트워크에 연결되어 외부 장치 (기지국, AP, 외부 전자장치 등)와 통신할 수 있다.

상기 통신 프로토콜은, 예를 들면, TCP, 셀룰러 통신 프로토콜 등을 포함할 수 있다. 상기 셀룰러 통신 프로토콜은, 예를 들면, LTE, LTE-A, CDMA, WCDMA, UMTS, WiBro, 또는 GSM 등 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.

제어 모듈 (220)은 적어도 하나의 통신 프로토콜을 기반으로 적어도 하나의 세션이 연결된 외부 디바이스와의 통신을 수행할 수 있도록 상기 통신 모듈 (210)을 제어할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어 모듈 (220)은 무선 품질 (wireless quality)을 기반으로 타임아웃의 원인을 제공한 에러가 무선 구간과 유선 구간 중 어디에서 발생한 것인지를 판단하며, 그 결과를 고려하여 링크 복구 후에 전송 속도를 회복하기 위한 방안을 마련할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어 모듈 (220)은 사본 응답 신호 (DUP-ACK)의 수신 횟수를 고려하여 전송 속도를 회복하기 위한 세션을 다르게 사용할 수 있다. 예컨대, 단일 사본 응답 신호가 수신된 경우, 상기 제어 모듈 (220)은 전송 속도의 회복을 위해 복구된 기존 세션을 사용할 수 있다. 다수 사본 응답 신호가 수신된 경우, 상기 제어 모듈 (220)은 복구된 기존 세션 외에 새로이 개설된 적어도 하나의 세션을 사용하여 전송 속도를 회복할 수 있다. 이런 경우, 빠른 전송 속도의 복구가 가능할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어 모듈 (220)은 목표로 하는 전송 속도를 회복할 수 있을 때까지 다수의 새로운 세션들을 개설할 수 있다. 이 경우, RTT가 큰 통신 환경에서 송신 디바이스의 전송 속도를 빠르게 회복하는데 도움을 줄 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제어 모듈 (220)은 타임아웃이 발생한 후 소정 시간이 지난 시점에서 새로운 세션을 개설하고, 상기 새로운 세션을 개설한 후 링크 복구가 이루어지는지를 감시할 수 있다. 상기 제어 모듈 (220)은 링크 복구가 이루어지면, 복구 시점별로 설정된 복구 방안 중에서 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 복구 방안을 사용하여 전송 속도를 회복할 수 있다.

도 3은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 에러 발생 구간을 고려하여 전송 속도를 회복하기 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 무선 디바이스는 310단계에서 에러 발생을 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 디바이스는 일정 시간 패킷 전송이 불가능한 상황이 지속되어 타임아웃이 발생할 시, 이를 에러가 발생한 것으로 검출할 수 있다.

TCP에서의 혼잡 제어는 크게 세 가지의 상태가 존재할 수 있다. 즉, 상기 세 가지의 상태는 느린 시작 (slow start) 단계, 혼잡 회피 (congestion avoidance) 단계 및 혼잡 검출 (congestion detection) 단계로 이루어진다.

상기 느린 시작 단계는 TCP를 기반으로 통신이 시작된 단계로써, 정상적인 패킷 전송에 비례하여 지수적으로 CWND 크기를 증가시킬 수 있다. 예컨대, 송신 디바이스는 초기에 CWND 크기를 '1'로 설정하고, 수신 디바이스로부터 응답 신호 (ACK)를 수신할 때마다 2배씩 CWND 크기를 증가시킬 수 있다. 즉, CWND 크기는 1, 2, 4, 8, 16...... T_max까지 증가할 수 있다. 이때, T_max는 느린 시작 단계에서 보낼 수 있는 최대 데이터 전송량을 정의하는 값 (slow start threshold, ssthresh)으로써, 상황에 따라 가변될 수 있다. 상기 송신 디바이스는 CWND 크기가 T_max에 도달할 시, 느린 시작 단계를 끝내고 다음 단계인 혼잡 회피 단계로 넘어갈 수 있다. 상기 송신 디바이스는 느린 시작 단계에서 혼잡이 발생하면, T_max를 현재 CWND 크기의 반으로 설정하고, CWND를 초깃값으로 다시 설정할 수 있다.

상술한 바에 따른 TCP 기반의 혼잡 제어 절차를 정리하면, 송신 디바이스는 초기에 CWND 크기를 1로 설정하고, 이를 기반으로 패킷을 전송할 수 있다. 상기 전송한 패킷에 대해 응답 신호 (ACK)를 수신하면, 상기 송신 디바이스는 CWND 크기를 두 배인 2로 증가시키고, 이를 기반으로 패킷을 전송할 수 있습니다. 두 번째 전송에 대해서도 응답 신호 (ACK)를 수신하면, 상기 송신 디바이스는 현재 CWND 크기를 두 배 증가시킨 4로 증가시킨 후, 이를 기반으로 패킷을 전송할 수 있습니다. 상기 송신 디바이스는 패킷 전송에 계속하여 성공한다면, CWND 크기를 최대 값 (T_max, 일 예로 1024)까지 증가시킬 수 있을 것이다.

상기 송신 디바이스는 전송한 패킷에 대해 응답 신호 (ACK)를 수신하지 못하면, CWND 크기를 소정 임계 값 (ssthresh)으로 줄인 후, 이를 기반으로 패킷을 전송할 수 있다.

상기 혼잡 회피 단계는 안정적인 통신이 가능한 상태로써, 응답 신호 (ACK)를 수신할 때마다 CWND 크기를 일정 값 (1mss)씩 증가시킬 수 있다. 이를 추가 증가 (additive increase)라 지칭한다. 상기 혼잡 회피 단계에서 혼잡이 발생하면, 혼잡 검출 단계로 넘어갈 수 있다.

상기 혼잡 회피 단계에서 상기 혼잡 검출 단계로 넘어오기 위한 조건은 두 가지 경우로 구분할 수 있다. 즉, 타임아웃이 발생한 경우와 3회 연속하여 사본 응답 신호 (DUP-ACK)를 수신하는 경우로 구분할 수 있다.

상기 타임아웃이 발생하여 혼잡 검출 단계로 진입한 경우, 송신 디바이스는 CWND를 초기화하고, T_max를 현재 CWND 크기의 반으로 감소시킨 후, 느린 시작 단계로 넘어갈 수 있다.

상기 3회 연속하여 사본 응답 신호 (DUP-ACK)를 수신하여 혼잡 검출 단계로 진입한 경우, 송신 디바이스는 CWND와 T_max를 절반으로 줄인 후 혼잡 회피 단계로 넘어갈 수 있다.

상술한 바를 기반으로 에러 발생을 검출하면, 상기 무선 디바이스는 312단계에서 에러가 발생한 구간이 무선 구간인지 유선 구간인지를 판단한다. 이는 에러 발생 구간에 따라 전송 속도를 회복하는 방법을 달리 적용하기 위함이다. 예컨대, 에러 발생 구간은 무선 링크 품질 (wireless link quality)과 TCP 품질 (quality) 간의 상관을 통해 판별할 수 있다.

상기 에러가 유선 구간에서 발생하였다면, 상기 무선 디바이스는 314단계에서 제1 TCP 전송 메커니즘을 기반으로 에러 복구를 수행할 수 있다. 그렇지 않고, 상기 에러가 무선 구간에서 발생하였다면, 상기 무선 디바이스는 316단계에서 제2 TCP 전송 메커니즘을 기반으로 에러 복구를 수행할 수 있다. 상기 제2 TCP 전송 메커니즘은 복구된 세션 및/또는 새로 개설된 적어도 하나의 세션에 의한 전송 속도를 빠르게 회복할 수 있도록 한다. 이 경우, TCP의 지수적 백-오프 (exponential back-off)에 의한 전송 지연을 방지할 수 있고, CWND의 감소로 인한 속도 저하를 방지할 수 있으며, TCP 기반의 다중 세션을 통해 백-업 (back-up) 채널을 확보할 수 있다.

도 4는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 에러 발생 구간을 판단하는 제어 흐름을 도시한 도면이다.

도 4을 참조하면, 무선 디바이스는 410단계에서 현재 세션에 대한 무선 품질을 감시할 수 있다. 상기 현재 세션은 TCP를 기반으로 통신을 지원하는 적어도 하나의 링크에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 무선 품질은 무선 링크 계수 (wireless link parameter), TCP 계수 등으로 정의될 수 있다. 상기 무선 링크 계수로는 신호 세기를 정의하는 정보 (RSSI (received signal strength indicator), EVM (error vector magnitude), CIR (committed information rate) 등), 패킷 전송률 (PER, SPC 등) 등이 사용될 수 있다. 상기 TCP 계수로는 TCP 성능 (throughput)(RTT, CWND 크기 등), 재전송 률 (retransmission rate), 사본 응답 신호 개수 (duplicated ACK number) 등이 사용될 수 있다.

상기 무선 디바이스는 412단계에서 무선 품질이 미리 설정된 조건을 만족하는지에 의해, 에러가 유선 구간에서 발생한 것인지 무선 구간에서 발생한 것인지를 판단할 수 있다. 예컨대, 무선 링크 계수와 TCP 계수 간의 상관 정도를 기반으로 에러 발생 구간을 판단할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 무선 링크 계수와 TCP 계수가 미리 설정된 임계 값을 만족하지 않을 경우, 에러가 무선 구간에서 발생한 것으로 판단할 수 있다. 상기 무선 링크 계수를 위한 임계 값과 상기 TCP 계수를 위한 임계 값은 독립적으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 무선 링크 계수를 위한 임계 값은 무선 링크가 좋지 않은 상태임을 판단하기 위한 값으로 설정될 수 있고, 상기 TCP 계수를 위한 임계 값은 TCP 성능 등이 좋지 않은 상태임을 판단하기 위한 값으로 설정될 수 있다.

상기 에러 발생 구간을 판단하기 위한 조건의 일 예는 하기 <표 1>과 같이 정의될 수 있다.

재전송률	PER	에러 발생 구간
bad	good	유선 (wired)
bad	bad	무선 (wireless)
good	bad	N/A
good	good	N/A

상기 임계 값을 기반으로 링크 상태를 판단하기 위한 조건의 예는 하기 <수학식 1>과 <수학식 2>에 의해 정의될 수 있다.

여기서, Threshold_Constant은 무선 연결이 끊기거나 매우 낮은 성능의 품질을 지시하는 상수 값이다.

여기서, Threshold_ Diff는 무선 연결의 성능 변화가 매우 커서 통신이 불가능한 정도의 변화를 지시하는 상수 값이다.

상기 현재 세션의 무선 품질이 미리 설정된 조건을 만족하면, 상기 무선 디바이스는 에러 발생이 무선 구간에서 발생한 것으로 판단하여 414단계에서 적응적 세션 복구 절차를 수행할 수 있다. 여기서 상기 적응적 세션 복구 절차는 에러 복구 요건에 따라 다른 절차에 의해 세션을 복구하는 것을 정의한다. 예컨대, 상기 적응적 세션 복구 절차는 도 3에서의 제2 TCP 전송 메커니즘에 대응될 수 있다.

도 5는 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 무선 구간에서 발생한 에러를 복구하기 위한 적응적 세션 복구 절차에 상응한 제어 흐름을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 무선 디바이스는 510단계에서 미리 설정된 개수의 DUP-ACK을 수신하였는지를 판단한다. 다수의 DUP-ACK를 수신하지 못하였다면, 상기 무선 디바이스는 통상적인 TCP 복구 절차에 의해 전송 속도를 회복하기 위한 동작을 수행할 것이다. 이는 하나의 DUP-ACK를 수신한 경우에는 기존 방식에 의한 회복 속도가 더 빠르기 때문이다.

상기 다수의 DUP-ACK를 수신하였다면, 상기 무선 디바이스는 512단계에서 적어도 하나의 복구 세션을 개설할 수 있다. 상기 복구 세션은 에러가 발생한 현재 세션 외에 TCP를 기반으로 하는 새로운 세션이 될 수 있다. 상기 무선 디바이스는 514단계에서 복구된 기존 세션과 새로 개설한 적어도 하나의 복구 세션을 통해 데이터를 송/수신할 수 있다. 이 경우, 기존 세션과 적어도 하나의 복구 세션을 사용함으로써, 전송 속도를 빠르게 회복할 수 있다.

도 6a와 도 6b는 제안된 다수의 실시 예에 따른 에러 복구로 인한 처리량의 변화를 도시한 도면이다.

도 6a에서는 단일 DUP-ACK를 수신함에 따라, 기존 TCP 복구 절차에 의해 세션을 복구할 경우의 처리량 변화를 보이고 있고, 도 6b에서는 다수의 DUP-ACK를 수신함에 따라, 다수의 세션에 의한 처리량 변화를 보이고 있다.

도 6b를 참조하면, 다수의 DUP-ACK를 수신한 시점 T₀에서 새로운 세션 (복구 세션)을 개시하고, 복구된 기존 세션에 의한 처리량과 적어도 하나의 새로운 세션에 의한 처리량에 의해 전송 속도를 회복할 수 있다. 이 경우, 전송 속도는 빨리 회복될 수 있을 것이다.

도 7은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에서 무선 구간에서 발생한 에러를 복구하기 위한 적응적 세션 복구 절차에 상응한 제어 흐름을 도시한 도면이다. 도 7에서 도시한 제어 흐름은 다수의 세션을 기반으로 전송 속도를 빠르게 회복하기 위한 하나의 방안을 마련한 것이다.

도 7을 참조하면, 무선 디바이스는 세션이 복구된 직후 710단계에서 기존 대역폭 (Old_BW)를 초기화하고, 현재 대역폭 (Current_BW)를 측정할 수 있다. 예컨대, 상기 기존 대역폭 (Old_BW)의 초기화는 기존 대역폭 (Old)BW)를 '0'으로 설정하는 것에 해당할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 712단계에서 기존 대역폭 (Old_BW)과 현재 대역폭 (Current_BW)을 비교하고, 그 결과로 현재 대역폭 (Current_BW)이 기존 대역폭 (Old_BW)보다 큰지를 판단할 수 있다. 상기 현재 대역폭 (Current_BW)이 상기 기존 대역폭 (Old_BW)보다 크다는 것은, 현 시점에서 개설된 적어도 하나의 세션에 의해 얻을 수 있는 전송 속도가 원하는 전송 속도에 도달하지 않았음을 의미할 수 있다.

따라서, 상기 현재 대역폭 (Current_BW)이 상기 기존 대역폭 (Old_BW)보다 크면, 상기 무선 디바이스는 714단계에서 새로운 세션을 개설하고, 716단계에서 상기 현재 대역폭 (Current_BW)을 기존 대역폭 (Old_BW)으로 설정하며, 현재 대역폭 (Current_BW)을 다시 측정할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 현재 대역폭 (Current_BW)을 다시 측정하면, 상기 712단계로 리턴하여 그 이후의 동작을 기존 대역폭 (Old_BW)이 현재 대역폭 (Current_BW)에 도달하거나 초과할 때까지 반복 수행할 수 있다.

상술한 바에 의해, 무선 디바이스는 새로운 세션의 개설을 통해 원하는 대역폭을 확보할 수 있으며, 이를 기반으로 패킷의 송신 및 수신을 재개할 수 있다.

도 8은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스에 구비된 제어 모듈의 구성을 도시한 도면이다.

도 8을 참조하면, 제어 모듈 (220)은 전송 제어 모듈 (810), 세션 관리 모듈 (830) 및 타이머 (820)를 포함할 수 있다.

상기 전송 제어 모듈 (810)은 에러 종류와 링크가 복구된 시점 등을 기반으로 적응적인 세션 복구를 위한 전반적인 동작을 수행할 수 있다. 무선 구간에서 에러가 발생하면, 상기 전송 제어 모듈 (810)은 링크가 복구되는 시점을 감시하고, 상기 링크가 복구되는 시점에 대응하여 미리 설정된 세션 복구 절차에 따라 상기 세션 관리 모듈 (830)을 제어하여 적어도 하나의 세션을 복구할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전송 제어 모듈 (810)은 세 가지의 기준 값을 미리 설정하고, 상기 미리 설정한 세 가지의 기준 값을 기반으로 링크가 복구되는 시점을 구분할 수 있다. 상기 세 가지의 기준 값은 제1 내지 제3 기준 값이 될 수 있다.

예컨대, 상기 제1 기준 값은 새로운 세션, 즉 복구 세션을 개설하기 위한 기준이 되는 시점으로, 예를 들면, 'RTO-2RTT'가 될 수 있다. 상기 제2 기준 값은 최초 재전송을 요청하는 시점으로, 예를 들면 첫 번째 RTO가 될 수 있다. 상기 제3 기준 값은 복구를 위한 최대 대기 시간이 경과한 시점으로써, 예를 들면 Max RTO가 될 수 있다.

상기 전송 제어 모듈 (810)은 제1 기준 값에 상응한 시점을 기준으로 소정의 상수 값 (constant value)(α) 만큼의 시간이 경과된 시점에서 새로운 세션을 개설하고, 링크 복구가 상기 제1 내지 제3 기준 값에 의해 구분되는 구간들 중 어느 구간에서 이루어지는지를 고려하여 전송 속도 회복을 위한 방안을 결정할 수 있다.

일 예에 따르면, 상기 링크 복구가 제1 기준 값에 상응한 시점과 상기 제2 기준 값에 상응한 시점 사이에서 이루어지는 경우, 상기 전송 제어 모듈 (810)은 상기 세션 관리 모듈 (830)를 제어하여 새로이 개설된 적어도 하나의 복구 세션과 복구된 기존 세션에 의한 전송 속도를 회복하는 제1 방안에 의해 동작할 수 있다.

다른 예에 따르면, 상기 링크 복구가 상기 제2 기준 값에 상응한 시점에 인접하여 이루어지거나 상기 제2 기준 값에 상응한 시점과 상기 제3 기준 값에 상응한 시점 사이에서 이루어지는 경우, 상기 전송 제어 모듈 (810)은 기존 세션과 적어도 하나의 복구 세션 중에서 먼저 수신되는 세션을 사용하여 전송 속도를 회복하기 위한 절차를 시작하며, 그 후 추가되는 세션을 더 사용하여 전송 속도를 회복하는 제2 방안에 의해 동작할 수 있다.

또 다른 예에 따르면, 상기 링크 복구가 상기 제3 기준 값에 상응한 시점까지 이루어지지 않는 경우, 상기 전송 제어 모듈 (810)은 더 이상의 링크 복구를 포기하고, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행하는 제3 방안에 의해 동작할 수 있다.

상기 세션 관리 모듈 (830)은 상기 전송 제어 모듈 (810)의 제어에 의해 기존 세션을 복구하거나 적어도 하나의 새로운 복구 세션을 개설할 수 있다. 또한, 상기 세션 관리 모듈 (830)은 상기 전송 제어 모듈 (810)의 제어에 의해 기존 세션과 상기 개설된 적어도 하나의 복구 세션을 해제 (closed)할 수도 있다.

상기 타이머 (820)는 상기 전송 제어 모듈 (810)이 전송 속도를 회복하기 위한 방안을 결정할 수 있도록, 필요한 시점을 검출하고, 이를 상기 전송 제어 모듈 (810)로 제공할 수 있다. 예컨대, 상기 타이머 (820)는 상기 전송 제어 모듈 (810)의 제어에 의해 제1 내지 제2 기준 값에 상응한 시점을 감시하고, 그 결과를 상기 전송 제어 모듈 (810)로 보고할 수 있다.

도 9a와 도 9b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 세션 복구를 위한 제어 흐름을 도시한 도면이다. 즉, 링크 복구 시점별로 미리 마련된 방안에 의해 전송 속도를 회복하기 위한 제어 흐름을 도시한 것이다.

도 9a와 도 9b를 참조하면, 무선 디바이스는 910단계에서 패킷 수신이 중단될 시, 현재 세션 (current session)에서 에러가 발생하였음을 인지할 수 있다. 여기서, 상기 패킷 수신의 중단 또는 에러가 발생하였음을 인지하는 것은 TCP에서 정의된 타임아웃이 발생한 것을 인지하는 것에 해당할 수 있다.

이런 경우, 상기 무선 디바이스는 912단계에서 타임아웃 상황이 미리 설정된 시간이 경과할 때까지 지속되는지를 감시한다. 예컨대, 상기 미리 설정된 시간은 'RTO-2RTT'로 정의될 수 있다. 예컨대, 상기 타임아웃 상황이 지속되는 것은 에러가 발생한 세션이 복구되는지에 따른 것이다. 만약, 에러 복구가 이루어지면, 상기 타임아웃 상황은 종료될 수 있다.

상기 미리 설정된 시간이 경과할 때까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 상기 무선 디바이스는 914단계에서 복구 세션 (recovery session)을 개설할 수 있다. 상기 복구 세션은 에러가 발생한 기존 세션이 아닌 TCP를 기반으로 새로 개설한 세션을 의미할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간인 'RTO-2RTT'이 경과하면, 소정의 상수 값 (constant value)(α)에 해당하는 시간을 대기하며, 그 후 TCP를 기반으로 하는 적어도 하나의 복구 세션을 개설할 수 있다. 일 예로, 상기 소정의 상수 값 (α)은 RTT보다 작은 값으로 설정될 수 있다.

상기 무선 디바이스는 916단계에서 링크, 즉 세션 복구에 성공하였는지를 판단한다. 여기서, 상기 복구에 성공하였는지를 판단하는 세션은 에러가 발생한 기존 세션이 될 수 있다. 예컨대, 세션 복구는 해당 세션을 통해 정상적인 패킷 송/수신이 가능한 상황을 의미할 수 있다.

상기 세션 복구에 성공하면, 상기 무선 디바이스는 918단계에서 세션 복구가 미리 설정된 임계 시간 (T₁)이 경과하기 이전에 이루어졌는지를 판단한다. 상기 미리 설정된 임계 시간 (T₁)은 RTO로 설정될 수 있다. 이 경우, 상기 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 시점에서 구동된 타이머 값, 즉 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 RTO에 도달하였는지에 의해, 타임아웃 발생 상황이 미리 설정된 임계 시간 (T₁)동안 지속되고 있는지를 판단할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 미리 설정된 임계 시간 (T₁)을 넘지 않았다면, 920단계에서 에러가 발생하였던 기존 세션이 복구되었는지를 확인한다.

상기 기존 세션이 복구되었음을 확인하면, 상기 무선 디바이스는 922단계에서 복구 세션을 해제할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 디바이스는 상기 기존 세션이 복구된 시점에서 복구된 기존 세션을 사용하여 기존의 전송 속도를 회복할 수 있다 (제1 방안). 하지만, 전송률의 향상을 위해, 상기 무선 디바이스는 적어도 하나의 복구 세션을 유지하고, 상기 유지되고 있는 적어도 하나의 복구 세션을 전송 속도 회복을 위해 추가로 사용할 수 있다.

상기 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 미리 설정된 임계 시간 (T₁)을 넘었거나 상기 기존 세션이 복구되지 않았음을 확인하면, 상기 무선 디바이스는 924단계에서 제1 시작 세션 (first coming session)을 선택할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 디바이스는 기존 세션과 적어도 하나의 복구 세션 중 먼저 수신되는 세션을 제1 시작 세션으로 선택할 수 있다.

상기 제1 시작 세션을 선택하면, 상기 무선 디바이스는 926단계에서 추가 세션 처리 (additional session process)를 수행할 수 있다 (제2 방안). 예컨대, 상기 추가 세션 처리는 도 7을 참조하여 앞서 설명된 제어 흐름을 기반으로 수행될 수 있다. 상기 무선 디바이스는 추가 세션 처리를 수행함으로써, 추가 처리량 (throughput)를 확보할 수 있다. 예컨대, 기존 세션과 적어도 하나의 복구 세션 모두를 사용하여 전송 속도를 회복할 수 있으므로, 두 세션에 의한 처리량을 얻을 수 있게 된다.

일 실시 예에 따르면, 상기 무선 디바이스는 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 첫 번째 RTO를 지나기 임박한 시점에서 기존 세션이 복구 (링크 복구)되거나 에러 발생 경과 시간 (T_current)이 첫 번째 RTO를 지났으나 최대 대기 시간 (T₂)이 지나지 않은 시점에서 기존 세션이 복구된 경우, 추가 세션 처리를 수행할 수 있다 (제2 방안). 이런 경우, 무선 디바이스는 복구된 세션을 기반으로 빠른 에러 복구를 수행할 수 있다.

상기 복구 세션 연결에 실패하면, 상기 무선 디바이스는 928단계에서 복구 세션을 해제할 수 있다. 그 후, 상기 무선 디바이스는 930단계에서 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 최대 대기 시간 (T₂)을 지났는지를 판단한다. 예컨대, 상기 최대 대기 시간 (T₂)은 N번째 RTO로 설정할 수 있다. 상기 N은 2보다 크거나 같으며, 최대 RTO (Max RTO)를 넘지 않는 정수 범위 내에서 사용자에 의해 설정될 수 있다.

상기 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 미리 설정된 최대 대기 시간 (T₂)을 초과하지 않았다면, 상기 무선 디바이스는 914단계로 돌아가 복구 세션을 개설한 후, 916단계 내지 930단계에 상응한 동작을 반복하여 수행할 수 있다.

상기 타임아웃 경과 시간 (T_current)이 미리 설정된 최대 대기 시간 (T₂)을 초과하였다면, 상기 무선 디바이스는 932단계에서 링크 복구를 포기하고, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 무선 디바이스는 다른 통신 방식 (일 예로 LTE)을 지원하는 네트워크로의 핸드오버를 수행할 수 있다.

도 10은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 무선 디바이스에서 링크 복구 시점을 고려하여 제안될 수 있는 다양한 시나리오들을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 무선 디바이스는 임의의 시점 (T₀)에서 에러 발생으로 인한 패킷 수신을 중단하였다. 상기 무선 디바이스는 임의의 시점 (T₀)에서 패킷 전송이 불가능한 타임아웃이 발생한 후 링크 (기존 세션 또는 복구 세션)의 복구 시점에 대응한 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복할 수 있다.

예컨대, 상기 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 임의의 시점 (T₀)에서 미리 설정된 시간 (일 예로 RTO-2RTT)이 지나면, 소정의 상수 값 (α)에 상응한 시간만큼을 대기한 후, 적어도 하나의 새로운 세션 (복구 세션)을 개설할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 적어도 하나의 복구 세션을 개설한 후, 최초 재전송을 위해 설정된 시점 (T₁, 일 예로 RTO)이 도래하기 이전에 링크가 복구되는 경우를 제1 케이스 (case #1)로 간주하여 제1 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 적어도 하나의 복구 세션을 개설한 후, 최초 재전송을 위해 설정된 시점 (T₁, 일 예로 RTO)에 거의 임박하여 링크가 복구되는 경우를 제2 케이스 (case #2)로 간주하여 제2 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 적어도 하나의 복구 세션을 개설한 후, 최초 재전송을 위해 설정된 시점 (T₁, 일 예로 RTO)을 초과하였으나 복구 포기를 위해 미리 설정한 최대 대기 시간이 경과한 시점 (T₂, 일 예로 최대 (max) RTO)이 도래하기 이전에 링크가 복구되는 경우를 제3 케이스 (case #3)로 간주하여 제3 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복할 수 있다.

상기 무선 디바이스는 적어도 하나의 복구 세션을 개설한 후, 최초 재전송을 위해 설정된 시점 (T₁, 일 예로 RTO)을 지난 후 복구 포기를 위해 미리 설정한 최대 대기 시간이 지날 때까지 링크가 복구되지 않는 경우를 제4 케이스 (case #4)로 간주하여 제4 시나리오를 기반으로 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 수 있다.

도 11은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제1 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.

도 11을 참조하면, 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 임의의 시점 (T₀)에서 미리 설정된 제1 기준 값에 상응한 시간 (일 예로 RTO-2RTT)이 경과하고, 추가로 소정의 상수 값 (α)에 상응한 시간이 경과할 시, 복구 세션을 개설할 수 있다.

그 후 약간의 시간이 경과한 후 링크 복구가 이루어지면, 상기 복구 시점에서 상기 복구된 링크를 사용하여 전송 속도를 타임아웃 이전의 상태로 회복할 수 있다. 이때, 상기 링크기 복구된 시점은 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)을 넘지 말아야 할 것이다. 이 경우, 상기 무선 디바이스는 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)이 경과한 후 소정 시간이 지난 후에 앞서 개설한 복구 세션을 해제할 수 있다.

도 12a와 도 12b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제2 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.

도 12a를 참조하면, 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 임의의 시점 (T₀)에서 미리 설정된 제1 기준 값에 상응한 시간 (일 예로 RTO-2RTT)이 경과하고, 추가로 소정의 상수 값 (α)에 상응한 시간이 경과할 시, 복구 세션을 개설할 수 있다.

그 후 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)에 임박하여 링크 복구가 이루어지면, 상기 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)에서 상기 복구된 링크를 사용하여 전송 속도를 타임아웃 이전의 상태로 회복할 수 있다.

도 12b를 참조하면, 무선 디바이스는 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)에 임박하여 링크 복구가 이루어지면, 상기 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)에서 상기 복구된 링크에 상응한 기존 세션에 추가로 개설한 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 추가 전송 속도를 회복할 수 있다.

도 13a와 도 13b는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제3 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.

도 13a를 참조하면, 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 임의의 시점 (T₀)에서 미리 설정된 제1 기준 값에 상응한 시간 (일 예로 RTO-2RTT)이 경과하고, 추가로 소정의 상수 값 (α)에 상응한 시간이 경과할 시, 복구 세션을 개설할 수 있다.

그 후 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)이 경과한 후 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크가 복구된 시점에서 상기 복구된 링크를 사용하여 전송 속도를 타임아웃 이전의 상태로 회복할 수 있다.

도 13b를 참조하면, 무선 디바이스는 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)이 경과한 후 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크가 복구된 시점에서 상기 복구된 링크에 상응한 기존 세션에 추가로 개설한 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 추가 전송 속도를 회복할 수 있다.

도 14는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 제4 시나리오를 기반으로 전송 속도를 회복하는 예를 도시한 도면이다.

도 14를 참조하면, 무선 디바이스는 타임아웃이 발생한 임의의 시점 (T₀)에서 미리 설정된 제1 기준 값에 상응한 시간 (일 예로 RTO-2RTT)이 경과하고, 추가로 소정의 상수 값 (α)에 상응한 시간이 경과할 시, 복구 세션을 개설할 수 있다.

그 후 링크 복구를 위해 설정된 최대 대기 시간이 경과한 시점 (T₂)까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 상기 송신 디바이스는 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 수 있다. 상기 송신 디바이스는 다른 네트워크로의 핸드오버를 통해 전송 속도를 타임아웃 이전의 상태로 회복할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 디바이스는 최초 재전송을 수행할 시점인 T₁ (RTO)이 경과한 후 소정 시간이 지난 후에 앞서 개설한 복구 세션을 해제할 수 있다.

도 15는 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 무선 디바이스에서 링크 복구 시점별로 전송 속도 회복을 위한 세션의 사용 예들을 도시한 도면이다.

도 15를 참조하면, T₀에서 타임아웃이 발생한 후 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO)이 도래하기 이전에 링크 복구가 이루어지면, 고속 복구 (fast recovery)를 수행하여 전송 속도를 타임아웃 이전의 상태로 빠르게 회복할 수 있다 (a).

T₀에서 타임아웃이 발생한 후 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO)이 경과하고, 링크 복구를 위해 설정된 최대 대기 시간이 경과하기 이전에 링크 복구가 이루어지면, 상기 T₀에서 미리 설정된 시간 (RTO-2RTT)이 경과한 시점과 상기 링크 복구가 이루어진 시점 사이에서 새로 개설된 적어도 하나의 복구 세션과, 상기 복구된 링크에 상응한 기존 세션으로 구성된 다중 TCP 세션을 사용하여 전송 속도를 빠르게 회복할 수 있다 (b).

T₀에서 타임아웃이 발생한 후 링크 복구를 위해 설정된 최대 대기 시간이 경과할 때까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 더 이상의 링크 복구를 포기하고, 다른 네트워크 (일 예로 LTE 네트워크)로의 핸드오버를 수행할 수 있다 (c).

도 16은 제안된 다양한 실시 예에 따른 무선 디바이스의 기능 블록의 구성을 도시한 도면이다.

도 16을 참조하면, 무선 디바이스 (110)은 애플리케이션 (1610), 네트워크 관리부 (1620), RTO 핸들러 (1630), 네트워크 모니터 (1640) 및 네트워크 인터페이스 (network 1, network 2)(1650, 1660)을 포함할 수 있다. 상기 네트워크 관리부 (1620)는 세션 모니터 (1622), 적응적 세션 복구 핸들러 (1624)를 포함할 수 있다.

상기 애플리케이션 (1610)은 무선 디바이스 (110)에서 구동 가능한 기능을 지원하며, 이에 따른 데이터 처리 및 송/수신을 관리할 수 있다. 예컨대, 상기 애플리케이션 (1610)은 상기 네트워크 관리부 (1620)로 데이터의 전송을 요청하고, 이에 대해 응답을 수신할 수 있다.

상기 네트워크 관리부 (1620)는 TCP 등의 통신 프로토콜을 기반으로 네트워크를 통해 서버 (130)와 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 상기 네트워크 관리부 (1620)는 상기 네트워크 모니터 (1640)로부터 에러 상태를 제공받을 수 있다. 상기 에러 상태는 링크 복구가 이루어진 시점을 지시할 수 있다.

상기 네트워크 관리부 (1620)는 상기 네트워크 모니터 (1640)로부터 제공된 에러 상태를 기반으로 링크 복구에 따른 전송 속도 회복을 위한 방안을 결정할 수 있다. 상기 네트워크 관리부 (1620)는 결정한 방안을 기반으로 링크 복구에 따른 전송 속도를 회복하기 위한 동작을 수행할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 에러 상태가 타임아웃이 발생한 후 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이전에 링크가 복구된 경우라면, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 상기 RTO 핸들러 (1630)로 에러 상태에 있던 링크 (기존 세션)가 복구되었음을 알릴 수 있다. 이로써, 상기 네트워크 관리부 (1620)와 서버 (130)는 복구된 기존 세션을 사용하여 에러 발생 이전의 전송 속도에 의해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 에러 상태가 타임아웃이 발생한 후 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이후에 복구된 경우라면, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 전송 속도를 다수의 세션을 사용하여 회복할 것을 결정할 수 있다. 이를 위해, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 기존 세션 외에 적어도 하나의 새로운 복구 세션을 개설하고, 상기 기존 세션과 상기 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 회복된 전송 속도에 의해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 에러 상태가 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 지나는 시점 (T₂, Max RTO)까지도 복구되지 않은 경우라면, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 링크를 복구하는 것을 포기하고, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 것을 결정할 수 있다. 이 경우, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 다른 네트워크 (일 예로 LTE 네트워크)로 핸드오버를 수행한 후, 상기 다른 네트워크를 통해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다.

상기 네트워크 관리부 (1620)는 데이터의 송신 및 수신 결과를 상기 애플리케이션 (1610)으로 보고할 수 있다.

상기 네트워크 모니터 (1640)는 현재 세션에서의 패킷 유실 (DUP-ACK), 일정 시간 패킷 전송 불가 (timeout) 등의 이유로 정상적인 데이터 송/수신이 중단될 시, 해당 세션에 상응한 링크가 복구되는지를 감시할 수 있다. 상기 네트워크 모니터 (1640)는 링크 복구가 감지되면, 그 복구 시점에 따른 에러 상태를 상기 네트워크 관리부 (1620)로 보고할 수 있다.

상기 RTO 핸들러 (1630)는 상기 네트워크 관리부 (1620)로부터 타임아웃이 발생하였음을 보고받을 수 있다. 상기 RTO 핸들러 (1630)는 타임아웃이 발생할 시, 재전송을 위한 RTO를 관리할 수 있다. 상기 RTO의 관리는 TCP에서 혼잡 제어를 위해 일반적으로 수행하는 방안과 유사할 수 있다.

도 17은 제안된 다양한 실시 예에서의 제1 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다. 여기서 제1 시나리오는 T₁이전에 링크 복구가 이루어지는 경우를 가정한 것이다.

도 17을 참조하면, 애플리케이션 (1610)은 네트워크 관리부 (1620)로 패킷 전송을 요청할 수 있다 (1710단계). 상기 애플리케이션 (1610)으로부터 패킷 전송을 요청받은 상기 네트워크 관리부 (1620)는 TCP를 기반으로 서버 (130)와 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1720 단계).

상기 데이터의 송신 및 수신이 이루어지는 상황에서 에러가 발생 (1730단계)하면, 네트워크 모니터 (1640)는 이를 인지할 수 있다. 상기 에러 발생을 인지한 상기 네트워크 모니터 (1640)는 에러 발생 이후의 네트워크 상태를 감시하고, 상기 에러가 발생한 기존 세션이 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이전에 복구됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 네트워크 모니터 (1640)는 해당 상황을 상기 네트워크 관리부 (1620)로 제공할 수 있다 (1740단계).

상기 에러 상태가 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이전에 복구되었음을 인지한 상기 네트워크 관리부 (1620)는 RTO 핸들러 (1630)로 에러 상태에 있던 링크 (기존 세션)가 복구되었음을 알릴 수 있다 (1750단계). 이로써, 상기 네트워크 관리부 (1620)와 상기 서버 (130)는 복구된 기존 세션을 사용하여 에러 발생 이전으로 회복된 전송 속도에 의해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1760단계).

상기 네트워크 관리부 (1620)는 데이터의 송신 및 수신이 완료되면, 이를 상기 애플리케이션 (1610)으로 보고할 수 있다 (1770단계).

도 18은 제안된 다양한 실시 예에서의 제2 및 제3 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다. 여기서 제2 및 제3 시나리오는 T₁이 임박하거나 T₂이전에 링크 복구가 이루어지는 경우를 가정한 것이다. 상기 T₁에 임박한 시점은 링크 복구를 인지한 후 T₁에서 전송을 개시하기 어려울 정도의 시간이 남은 시점이 될 수 있다.

도 18을 참조하면, 애플리케이션 (1610)은 네트워크 관리부 (1620)로 패킷 전송을 요청할 수 있다 (1810단계). 상기 애플리케이션 (1610)으로부터 패킷 전송을 요청받은 상기 네트워크 관리부 (1620)는 TCP를 기반으로 서버 (130)와 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1820단계).

상기 데이터의 송신 및 수신이 이루어지는 상황에서 에러가 발생 (1830단계)하면, 네트워크 모니터 (1640)는 이를 인지할 수 있다. 상기 에러 발생을 인지한 상기 네트워크 모니터 (1640)는 에러 발생 이후의 네트워크 상태를 감시하고, 상기 에러가 발생한 기존 세션이 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이후에 복구됨을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 네트워크 모니터 (1640)는 해당 상황을 상기 네트워크 관리부 (1620)로 제공할 수 있다 (1840단계).

상기 에러 상태가 최초 재전송을 시도할 시점 (T₁, RTO) 이후에 복구되었음을 인지한 상기 네트워크 관리부 (1620)는 에러 상태에 있던 링크 (기존 세션)가 복구되었음을 자체적으로 알릴 수 있다 (1850단계). 이 경우, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 전송 속도를 다수의 세션을 사용하여 회복할 것을 결정할 수 있다 (1860단계). 이를 위해, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 기존 세션 외에 적어도 하나의 새로운 복구 세션을 개설할 수 있다.

상기 네트워크 관리부 (1620)는 복구된 기존 세션 외에 적어도 하나의 새로운 복구 세션을 포함하는 다수의 세션을 사용하여 회복된 전송 속도에 의해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1870단계).

상기 네트워크 관리부 (1620)는 데이터의 송신 및 수신이 완료되면, 이를 상기 애플리케이션 (1610)으로 보고할 수 있다 (1880단계).

도 19는 제안된 다양한 실시 예에서의 제4 시나리오에 따라 무선 디바이스에서의 신호 처리 절차를 도시한 도면이다. 여기서 제4 시나리오는 T₂이전에 링크 복구가 이루어지지 않는 경우를 가정한 것이다.

도 19를 참조하면, 애플리케이션 (1610)은 네트워크 관리부 (1620)로 패킷 전송을 요청할 수 있다 (1910단계). 상기 애플리케이션 (1610)으로부터 패킷 전송을 요청받은 상기 네트워크 관리부 (1620)는 TCP를 기반으로 서버 (130)와 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1920단계).

상기 데이터의 송신 및 수신이 이루어지는 상황에서 에러가 발생 (1830단계)하면, 네트워크 모니터 (1640)는 이를 인지할 수 있다. 상기 에러 발생을 인지한 상기 네트워크 모니터 (1640)는 에러 발생 이후의 네트워크 상태를 감시하고, 상기 에러가 발생한 기존 세션이 링크 복구를 위해 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 (T₂, Max RTO)까지도 복구되지 않음을 확인할 수 있다. 이 경우, 상기 네트워크 모니터 (1640)는 해당 상황을 상기 네트워크 관리부 (1620)로 제공할 수 있다 (1940단계).

상기 에러 상태가 미리 설정된 최대 대기 시간이 지나는 시점 (T₂, Max RTO)까지도 복구되지 않음을 인지한 상기 네트워크 관리부 (1620)는 이를 자체적으로 알릴 수 있다 (1950단계). 이 경우, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 링크를 복구하는 것을 포기하고, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행할 것을 결정하며, 상기 결정에 따라 다른 네트워크 (일 예로 LTE 네트워크)로 핸드오버를 수행할 수 있다 (1960단계). 이를 위해, 상기 네트워크 관리부 (1620)는 핸드오버로 다른 네트워크를 통해 데이터를 송신하거나 수신할 수 있다 (1970단계).

상기 네트워크 관리부 (1620)는 데이터의 송신 및 수신이 완료되면, 이를 상기 애플리케이션 (1610)으로 보고할 수 있다 (1980단계).

도 20은 제안된 다양한 실시 예에 따른 TCP를 기반으로 하는 네트워크에서 RTO 발생 후 전송 속도를 복구하기 위한 시그널링 절차를 도시한 도면이다.

도 20을 참조하면, 무선 디바이스 (110)는 RTO 발생 후 링크 복구에 의해 전송 속도를 회복하고자 할 시, TCP SYN/ACK 메시지를 서버 (130)로 전송할 수 있다 (2010단계). 이 경우, 상기 무선 디바이스 (110)는 느린 시작 회피를 요청하는 정보를 정의하고, 상기 정의한 느린 시작 회피를 요청하는 정보 (Slow-Start Avoidance Request)를 TCP SYN/ACK 메시지를 구성하는 옵션 필드 (option field)에 실어 전송할 수 있다. 상기 느린 시작 회피를 요청하는 정보는 타임아웃 이전의 CWND 크기를 유지할 것을 요청하기 위한 목적을 가질 수 있다.

상기 서버 (130)는 옵션 필드에 느릴 시작 회피를 요청하는 정보가 기록된 TCP SYN/ACK 메시지를 수신하면, 타임아웃 이전의 CWND 크기를 유지할 것이다. 상기 서버 (130)는 상기 TCP SYN/ACK 메시지에 응답하여 TCP ACK 메시지를 상기 무선 디바이스 (110)로 전송할 수 있다. 이 경우, 상기 서버 (130)는 느린 시작 회피의 요청에 대해 응답 정보 (Slow-Start Avoidance Response)를 정의하고, 상기 정의한 응답 정보를 TCP ACK 메시지를 구성하는 옵션 필드에 실어 전송할 수 있다.

일 예로써, 상기 느린 시작 회피를 요청하는 정보를 기록할 TCP SYN/ACK 메시지의 옵션 필드와 상기 응답 정보를 기록할 TCP ACK 메시지의 옵션 필드는 해당 메시지에서 예비 비트들 (79 내지 252 비트)을 활용할 수 있다.

상기 서버 (130)는 미리 설정된 주기로 시퀀스 넘버를 포함하는 TCP ACK를 상기 무선 디바이스 (110)로 전송할 수 있다.

상기 무선 디바이스 (110)와 상기 서버 (130)는 Slow-Start Avoidance Request와 Slow-Start Avoidance Response를 교환함으로써, 기존의 CWND 크기를 유지할 수 있다.

따라서, 느린 시작 회피 절차 (Slow-Start Avoidance Process)에 진입하면, 상기 무선 디바이스 (110)는 보관하고 있던 CWND 크기를 이용하여 데이터를 전송할 수 있다 (2050단계). 상기 무선 디바이스 (110)에서 업-로드하는 상황이므로, 상기 무선 디바이스 (110)는 상기 서버 (130)로 알리지 않고 최대 CWND 크기를 사용하여 데이터 전송을 시작할 수 있다.

도 21은 제안된 실시 예에 따라 TCP 기반의 네트워크에서 링크가 복구될 시, 전송 속도의 회복 예를 도시한 도면이다.

도 21을 참조하면, 무선 디바이스와 서버가 CWND 크기를 유지하지 않을 시에는 링크 복구 후에 기존의 전송 속도까지 회복하는데 소정의 시간이 소요됨을 확인할 수 있다 (위 도면). 하지만, 무선 디바이스와 서버가 CWND 크기를 유지하고 있을 경우에는 링크 복구 후에 즉시 기존 전송 속도를 회복할 수 있음을 확인할 수 있다 (아래 도면).

한편, 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시에서 제안한 다양한 실시 예에 따른 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 변형에 의한 실시할 수 있음은 물론이다. 그러므로 본 개시에 따른 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐만 아니라, 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 그뿐만 아니라, 이러한 변형 실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims

고속 무선 네트워크에서 전송 통신 프로토콜을 지원하는 무선 디바이스의 적응적 세션 복구방법에 있어서,
오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간이 경과하여 적어도 하나의 복구 세션을 개설하는 과정과,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 사이에서 링크 복구가 이루어지는지를 감시하는 과정과,
상기 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 시나리오에 따라 전송 속도를 회복하는 과정을 포함하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서,
상기 타임아웃의 원인인 에러가 무선 구간에서 발생한 것인지 유선 구간에서 발생한 것인지를 판단하는 과정을 더 포함하며,
상기 에러가 무선 구간에서 발생한 경우에 한하여 적응적 세션 복구를 기반으로 전송 속도의 회복을 수행함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제2항에 있어서, 상기 판단하는 과정은,
무선 링크 계수와 전송 제어 프로토콜 계수 간의 상관 정도를 기반으로 에러 발생 구간이 무선 구간인지를 판단하는 과정이며,
여기서, 상기 무선 링크 계수는 신호 세기와 패킷 전송률 중 적어도 하나이며, 상기 전송 제어 프로토콜 계수는 전송 제어 프로토콜 성능, 재전송 률, 사본 응답 신호 개수 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제3항에 있어서, 상기 판단하는 과정은,
상기 무선 링크 계수와 상기 전송 제어 프로토콜 계수가 미리 설정된 임계 값보다 낮은 경우, 상기 에러 발생 구간이 무선 구간인 것으로 판단함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서, 상기 회복하는 과정은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점 이전에 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에서 상기 타임아웃이 발생하기 이전에 사용하던 혼잡 윈도우 크기를 사용하여 전송 속도를 회복하는 과정과,
상기 개설한 적어도 하나의 복구 세션을 해제하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서, 상기 회복하는 과정은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점과 상기 미리 설정된 최대 대기 시간 사이에서 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에서 상기 오리지널 세션과 상기 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 전송 속도를 회복하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서, 상기 회복하는 과정은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점에 인접한 소정 시간 전에 링크 복구가 이루어지면, 상기 최초 재전송을 시도할 시점에서 상기 오리지널 세션과 상기 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 전송 속도를 회복하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 회복하는 과정은,
적어도 하나의 세션을 기반으로 현재 대역폭을 측정하는 과정과,
상기 기존 대역폭과 상기 측정한 현재 대역폭을 비교하는 과정과,
상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭보다 작은 경우, 상기 현재 대역폭에 의해 상기 기존 대역폭을 갱신하는 과정과,
상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭과 같거나 크면, 상기 적어도 하나의 세션을 사용하여 전송 속도를 회복하는 과정을 포함하며,
여기서, 상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭보다 작은 경우, 새로 생성된 세션을 다음 현재 대역폭을 측정하기 위한 세션에 포함시킴을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서, 상기 회복하는 과정은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 상기 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과할 때까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
제1항에 있어서.
상기 오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 복수 세션을 개설하기 위해 미리 설정된 시간은 상기 타임아웃이 발생한 시점에서 첫 번째 재전송 주기에 상응한 시간에서 두 번의 왕복 지연 시간을 차감한 시간에 소정 상수 값만큼의 시간을 추가 지연한 시간임을 특징으로 하는 적응적 세션 복구방법.
고속 무선 네트워크에서 전송 통신 프로토콜을 지원하는 무선 디바이스에 있어서,
통신 모듈과,
오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 미리 설정된 시간이 경과하여 적어도 하나의 복구 세션을 개설하고, 상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과하는 시점 사이에서 링크 복구가 이루어지는지를 감시하며, 상기 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에 대응한 시나리오에 따라 전송 속도를 회복하는 제어 모듈을 포함하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 타임아웃의 원인인 에러가 무선 구간에서 발생한 것인지 유선 구간에서 발생한 것인지를 판단하며, 상기 에러가 무선 구간에서 발생한 경우에 한하여 적응적 세션 복구를 기반으로 전송 속도의 회복함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제12항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
무선 링크 계수와 전송 제어 프로토콜 계수 간의 상관 정도를 기반으로 에러 발생 구간이 무선 구간인지를 판단하며,
여기서, 상기 무선 링크 계수는 신호 세기와 패킷 전송률 중 적어도 하나이며, 상기 전송 제어 프로토콜 계수는 전송 제어 프로토콜 성능, 재전송 률, 사본 응답 신호 개수 중 적어도 하나임을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제13항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 무선 링크 계수와 상기 전송 제어 프로토콜 계수가 미리 설정된 임계 값보다 낮은 경우, 상기 에러 발생 구간이 무선 구간인 것으로 판단함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점 이전에 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에서 상기 타임아웃이 발생하기 이전에 사용하던 혼잡 윈도우 크기를 사용하여 전송 속도를 회복하고, 상기 개설한 적어도 하나의 복구 세션을 해제함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점과 상기 미리 설정된 최대 대기 시간 사이에서 링크 복구가 이루어지면, 상기 링크 복구가 이루어진 시점에서 상기 오리지널 세션과 상기 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 전송 속도를 회복함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 최초 재전송을 시도할 시점에 인접한 소정 시간 전에 링크 복구가 이루어지면, 상기 최초 재전송을 시도할 시점에서 상기 오리지널 세션과 상기 적어도 하나의 복구 세션을 사용하여 전송 속도를 회복함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제16항 또는 제17항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
적어도 하나의 세션을 기반으로 현재 대역폭을 측정하고, 상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭보다 작은 경우, 상기 현재 대역폭에 의해 상기 기존 대역폭을 갱신하고, 상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭과 같거나 크면, 상기 적어도 하나의 세션을 사용하여 전송 속도를 회복하며,
여기서, 상기 기존 대역폭이 상기 측정한 현재 대역폭보다 작은 경우, 새로 생성된 세션을 다음 현재 대역폭을 측정하기 위한 세션에 포함시킴을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서, 상기 제어 모듈은,
상기 적어도 하나의 복구 세션이 개설된 후 상기 미리 설정된 최대 대기 시간이 경과할 때까지 링크 복구가 이루어지지 않으면, 다른 네트워크로의 핸드오버를 수행함을 특징으로 하는 무선 디바이스.
제11항에 있어서.
상기 오리지널 세션에서의 타임아웃이 발생한 후 복수 세션을 개설하기 위해 미리 설정된 시간은 상기 타임아웃이 발생한 시점에서 첫 번째 재전송 주기에 상응한 시간에서 두 번의 왕복 지연 시간을 차감한 시간에 소정 상수 값만큼의 시간을 추가 지연한 시간임을 특징으로 하는 무선 디바이스.