KR20170092878A - 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치 - Google Patents

백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170092878A
KR20170092878A KR1020160014104A KR20160014104A KR20170092878A KR 20170092878 A KR20170092878 A KR 20170092878A KR 1020160014104 A KR1020160014104 A KR 1020160014104A KR 20160014104 A KR20160014104 A KR 20160014104A KR 20170092878 A KR20170092878 A KR 20170092878A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
backhaul network
packet
packet train
throughput
size
Prior art date
Application number
KR1020160014104A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101815967B1 (ko
Inventor
정진섭
지승환
권오걸
최로미
Original Assignee
주식회사 큐셀네트웍스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 큐셀네트웍스 filed Critical 주식회사 큐셀네트웍스
Priority to KR1020160014104A priority Critical patent/KR101815967B1/ko
Priority to US15/049,583 priority patent/US9985844B2/en
Publication of KR20170092878A publication Critical patent/KR20170092878A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101815967B1 publication Critical patent/KR101815967B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L41/00—Arrangements for maintenance, administration or management of data switching networks, e.g. of packet switching networks
    • H04L41/14—Network analysis or design
    • H04L41/147—Network analysis or design for predicting network behaviour
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0805—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters by checking availability
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
    • H04L43/0882—Utilisation of link capacity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level
    • H04L43/0888—Throughput
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/12—Network monitoring probes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/36—Flow control; Congestion control by determining packet size, e.g. maximum transfer unit [MTU]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L47/00—Traffic control in data switching networks
    • H04L47/70—Admission control; Resource allocation
    • H04L47/82—Miscellaneous aspects
    • H04L47/822—Collecting or measuring resource availability data

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

백홀 망의 쓰루풋을 측정하는 방법이 개시된다. 개시된 방법은, 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계, 상기 추정된 가용 대역폭을 이용하여 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하는 단계 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 - 를 포함할 수 있다.

Description

백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치{Method and Apparatus for Measuring a Throughput of a Backhaul Network}
본 발명은 이동통신 시스템에서의 백홀 쓰루풋(backhaul throughput) 측정에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 백홀의 가용 대역폭(available bandwidth)에 대한 사전 추정을 기반으로 하는 백홀 쓰루풋 측정 기술에 관한 것이다.
이동통신 시스템에서, 기지국과 코어 망(core network) 간의 망 구간, 즉 음성 또는 데이터를 기지국에서 모아서 해당 통신 사업자의 백본 망(backbone network)으로 전달해 주는 망 구간을 백홀(backhaul)이라 칭한다. 단말이 인터넷(Internet)에 연결되려면 최종적으로 백본 망에 연결되어야 하기 때문에 백홀의 존재는 필수적이라 할 수 있다. 백홀의 쓰루풋은 항상 일정한 값을 유지하는 것이 아니라 데이터 트래픽 양 등에 따라 변화하므로 소형 셀(small cell)에서 백홀의 쓰루풋을 모니터링 할 수 있어야 한다. 가장 기본적인 쓰루풋 측정 방법은 실제로 망 자원(network resource)을 최대로 사용하는 것이다. 이는 소형 셀이 FTP(File Transfer Protocol) 서버로 파일을 업로드하거나 FTP 서버로부터 파일을 다운받는 동작을 실행하여 이 때의 데이터 전송률을 측정함으로써 구현이 가능하다. 이러한 방법은 정확한 쓰루풋의 측정이 가능하지만, 쓰루풋 측정의 목적으로 많은 망 자원(network resource)을 사용하므로 망 자원을 공유하는 다른 사용자 단말의 성능에 영향을 미칠 수 있다.
본 발명의 과제는 적은 양의 망 자원을 이용하여 백홀의 쓰루풋 측정이 가능한 백홀의 쓰루풋 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 백홀의 성능에 대한 사전 정보가 없더라도 백홀의 쓰루풋 측정이 가능한 백홀의 쓰루풋 측정 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 측면에서, 백홀 망(backhaul network)의 쓰루풋(throughput)을 측정하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계, 상기 추정된 가용 대역폭을 이용하여 패킷 트레인(packet train)의 크기(P)를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋(virtual throughput)을 계산하는 단계 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 - 를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 패스처프(pathchirp) 방식을 이용하여 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻는 단계를 포함할 수 있고, 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수일 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM),상기 N, 상기 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로 부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율 (Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 대표하는 대표 대역폭 값(brep)을 구하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계는, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Figure pat00001
몇몇 구현예에서, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계는, 상기 대표 대역폭 값(brep)에 마진 계수(margin coefficient,
Figure pat00002
)를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하는 단계 - 여기서
Figure pat00003
는 1 이상의 유리수임 - 및 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Figure pat00004
몇몇 구현예에서, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하는 단계는, 상기 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 받을 때까지 걸린 시간(ΔT)으로 상기 P를 나눈 값을 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋으로서 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하는 단계는, 상기 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 각각 전송하여 받을 때까지 걸린 시간들(ΔT)로 상기 P를 각각 나눈 값들을 상기 백홀 망의 N개의 가상 쓰루풋으로서 계산하는 단계, 및 상기 계산된 N개의 가상 쓰루풋 중 2개 이상의 가상 쓰루풋을 평균한 가상 쓰루풋 평균값을 구하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 방법은, 상기 N개의 패킷 트레인의 평균 데이터 전송률(ravg)을 상기 가상 쓰루풋 평균값으로 나눈 값을 상기 백홀 망의 쓰루풋 측정이 상기 백홀 망에 미치는 부하율(intrusiveness, I)로서 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 대표 대역폭 값(brep)은 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균한 평균 대역폭 값(bavg)일 수 있다.
일 측면에서, 백홀 망의 쓰루풋 측정을 위한 패킷 트레인의 크기를 결정하는 방법이 제공된다. 본 방법은, 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계, 및 상기 백홀 망으로의 N - 상기 N은 2 이상의 자연수임 - 개의 패킷 트레인의 전송을 위해 필요한 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 추정된 가용 대역폭, 상기 N, 상기 N개의 패킷 트레인 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻는 단계를 포함하고 - 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수임 -, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균하여 평균 대역폭 값(bavg)을 구하는 단계, 상기 평균 대역폭 값(bavg)에 마진 계수(margin coefficient,
Figure pat00005
)를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하는 단계 - 여기서
Figure pat00006
는 1 이상의 유리수임 -, 및 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
Figure pat00007
일 측면에서, 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 본 장치는, 백홀 망으로 전송될 패킷 트레인들의 개수(N)에 대한 정보를 저장하는 저장부 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 -, 및 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하고, 상기 추정된 가용 대역폭을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하고, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 전송됨에 따라 측정된 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 프로세서는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻도록 더 구성될 수 있고, 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수일 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 저장부는, 상기 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)에 대한 정보를 더 저장할 수 있고, 상기 프로세서는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 프로세서는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균하여 평균 대역폭 값(bavg)을 구하고, 상기 평균 대역폭 값(bavg)에 마진 계수(margin coefficient,
Figure pat00008
)를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하고 - 여기서
Figure pat00009
는 1 이상의 유리수임 -, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하도록 더 구성될 수 있다.
Figure pat00010
몇몇 구현예에서, 상기 프로세서는, 상기 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 전송되어 수신될 때까지 걸린 시간(ΔT)으로 상기 P를 나눈 값을 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋으로서 계산하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 프로세서는, 상기 N개의 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 각각 전송되어 수신될 때까지 걸린 시간들(ΔT)로 상기 P를 각각 나눈 값들을 상기 백홀 망의 N개의 가상 쓰루풋으로서 계산하고, 상기 계산된 N개의 가상 쓰루풋 중 2개 이상의 가상 쓰루풋을 평균한 가상 쓰루풋 평균값을 구하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 상기 프로세서는, 상기 N개의 패킷 트레인의 평균 데이터 전송률(ravg)을 상기 가상 쓰루풋 평균값으로 나눈 값을 상기 백홀 망의 쓰루풋 측정이 상기 백홀 망에 미치는 부하율(intrusiveness, I)로서 계산하도록 더 구성될 수 있다.
일 측면에서, 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 본 장치는, 백홀 망으로 전송할 패킷 트레인들의 개수(N)에 대한 정보를 저장하는 저장부 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 -, 통신부, 및 추정된 백홀 망의 가용 대역폭을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하고, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 통신부를 통하여 상기 백홀 망으로 전송하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 적은 백홀 자원을 이용하여 백홀의 쓰루풋을 측정함으로써 쓰루풋 측정이 다른 망 요소에 미치는 영향을 줄일 수 있다는 기술적 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 백홀에 대한 사전 측정을 통해 백홀의 쓰루풋 측정을 위한 설정 값을 결정함으로써 사용자(망 운용자)가 자칫 잘못된 값을 설정하여 정확하지 않은 쓰루풋이 측정되거나 필요 이상의 망 자원이 측정을 위해 사용되는 것을 방지할 수 있는 기술적 효과가 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 측정 결과의 통계를 이용하여 측정 설정 값을 보정함으로써 망 환경에 맞는 설정 값을 구할 수 있어 보다 정확한 백홀의 쓰루풋 측정이 가능하게 된다는 기술적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰루풋 측정 장치가 백홀 망에 접속되어 백홀 망의 쓰루풋을 측정하는 망 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따라 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 쓰루풋 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따라 백홀 망의 쓰루풋을 측정하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 패스처프(pathchirp) 방식에서의 패킷 전송 방식을 예시하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 쓰루풋 측정을 위해 패킷 트레인들을 전송하는 방식을 예시하기 위한 도면이다.
도 6은 망에 대한 바람직한 가상 쓰루풋 측정를 위해 만족되어야 하는, 망의 가용 대역폭과 망으로 전송되는 패킷 트레인 간의 관계를 예시하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 N개의 패킷 트레인이 백홀 망으로 전송되는 경우에 있어서, 하나의 패킷 트레인의 전송 시작 시간으로부터 다음 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 시간 간격, N개의 패킷 트레인이 전송되는 총 시간 및 하나의 패킷 트레인이 전송되는 시간을 예시하기 위한 도면이다.
본 발명의 이점들과 특징들 그리고 이들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로 본 발명을 한정하려는 의도에서 사용된 것이 아니다. 예를 들어, 단수로 표현된 구성 요소는 문맥상 명백하게 단수만을 의미하지 않는다면 복수의 구성 요소를 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐이고, 이러한 용어의 사용에 의해 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성이 배제되는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예에 있어서 '모듈' 혹은 '부'는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하는 기능적 부분을 의미할 수 있다.
덧붙여, 다르게 정의되지 않는 한 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 쓰루풋 측정 장치가 백홀 망에 접속되어 백홀 망의 쓰루풋을 측정하는 망 구성의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 쓰루풋 측정 장치(140)가 게이트웨이(gateway)(130)에 접속되어 기지국(120)과 백본 망(backbone network)인 코어 망(core network)(180) 간의 망 구간인 백홀(backhaul)(150)의 쓰루풋을 측정한다. 이하, 백홀(150)을 일관하여 백홀 망(backhaul network)(150)으로 칭하기로 한다. 도시된 실시예에서는, 쓰루풋 측정 장치(140)가 게이트웨이(130)에 접속되어 측정을 수행하나, 쓰루풋 측정 장치(140)가 측정을 위해 접속되는 대상이 게이트웨이(130)에 한정되는 것이 아님을 인식하여야 한다. 예를 들어, 쓰루풋 측정 장치(140)는 코어 망(180)의 기타 망 구성 요소들 중의 하나에 접속되어 측정을 수행할 수 있다.
eNodeB라 불리우는 기지국(120)은 이에 엑세스하는 단말들에 무선 통신 서비스를 제공하기 위해, 무선 자원 관리(RRM), 무선 자원의 설정, 변경 및 해제와 같은 무선 베어러 제어, 단말 상태 관리 및 MME와 단말 간의 접속 관리 제어, 무선 허용 통제(Radio Admission Control), 측정값 수집 및 평가, 동적 자원 할당(스케줄링), IP 헤더 압축/압축 해제, 엑세스 계층 보안, MME선택, 게이트웨이(130)로의 사용자 데이터 라우팅, MME로부터의 페이징 메시지 전송, 브로드캐스트 전송 등의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 기지국(120)은 매크로(Macro) 기지국, 마이크로 셀(micro cell), 피코 셀(pico cell), 펨토 셀(femto cell) 등의 소형 셀 기지국 등을 포함할 수 있다. 게이트웨이(130)는 사용자 플레인(user plane)에서의 이동성을 관리하고 단말과 기지국(120) 간의 무선 구간인 무선 엑세스 망(Radio Access Network: RAN)과 코어 망(180) 간의 경계 점으로서의 역할을 한다. 게이트웨이(130)는 기지국들(130) 간의 핸드오버 처리를 또한 담당할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 게이트웨이(130)는 LTE/LTE-A(Long Term Evolution/Long Term Evolution Advanced) 시스템에서의 S-GW(Serving Gateway)일 수 있다.
쓰루풋 측정 장치(140)는 패킷 트레인들을 백홀 망(150)을 통해 기지국(120)으로 전송하고, 기지국(120)은 패킷 트레인들을 수신하여 본 발명에 따른 각종 측정 및 연산을 수행하고 측정된 변수들 및/또는 연산된 결과들을 쓰루풋 측정 장치(140)로 전달할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 기지국(120)이 패킷 트레인들을 백홀 망(150)을 통해 쓰루풋 측정 장치(140)로 전송하고, 쓰루풋 측정 장치(140)가 패킷 트레인들을 수신하여 본 발명에 따른 각종 측정 및 연산을 수행하는 것도 가능하다. 몇몇 구현예에서, 쓰루풋 측정 장치(140)는 패킷 트레인들을 백홀 망(150)을 통해 기지국(120)으로 전송하고, 기지국(120)은 패킷 트레인들을 수신하여 본 발명에 따른 측정을 수행한 후 측정치를 쓰루풋 측정 장치(140)로 전달하고, 다시 쓰루풋 측정 장치(140)는 수신한 측정치를 토대로 백홀 망(150)의 쓰루풋을 계산할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 쓰루풋 측정 장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 쓰루풋 측정 장치(140)는 입출력부(210), 제어부(220), 저장부(240) 및 통신부(260)를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 구성 요소들은 쓰루풋 측정 장치(140)의 모든 기능을 반영한 것이 아니고 필수적인 것도 아니어서, 쓰루풋 측정 장치(140)는 도시된 구성 요소들 보다 많은 구성 요소를 포함하거나 그 보다 적은 구성 요소를 포함할 수 있음을 인식하여야 한다.
입출력부(210)는, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 백홀 망(150)의 쓰루풋을 측정하기 위해 필요한 적어도 하나의 설정 변수에 대한 정보 및 사용자 명령을 입력하기 위한 하드웨어 및 소프트웨어 모듈로 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 입출력부(210)는 컴퓨터의 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad), 마우스(mouse) 등을 포함할 수 있으나, 입출력부(210)의 실시예가 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입출력부(210)는 전술한 입력 장치들을 이용하여 제어 가능한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface)를 포함할 수도 있다. 입출력부(210)는 사용자 명령에 응답하여 전술한 적어도 하나의 설정 변수에 대한 정보 및 본 발명의 다양한 실시예에 따라 획득한 각종 측정값, 추정값 및 연산 값에 대한 정보의 적어도 일부를 표시하기 위한 표시 장치(display), 프린트(printer) 등의 출력 수단을 포함할 수 있다. 표시 장치는 LCD 디스플레이, LED 디스플레이, AMOLED 디스플레이, CRT 디스플레이 등의 다양한 디스플레이 장치를 포함할 수 있으나, 표시 장치의 종류가 이에 제한되는 것은 아니다.
제어부(220)는 일반적으로 쓰루풋 측정 장치(140)의 전반적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제어부(220)는 입출력부(210)를 통해 입력된, 백홀 망(150)으로 전송할 패킷 트레인들의 개수(N), 백홀 망(150)의 허용 부하율(Ia) 등 본 발명의 실시에 필요한 각종 설정 변수에 대한 정보 및 본 발명의 다양한 실시예에 따라 획득한 각종 측정값, 추정값 및 연산 값에 대한 정보가 저장부(240)에 저장되거나 출력되도록 입출력부(210) 및 저장부(240)를 제어하도록 구성될 수 있다. 제어부(220)는, 예컨대 패스처프(pathchirp) 방식을 이용하여 백홀 망(150)의 가용 대역폭을 추정하고, 추정된 가용 대역폭을 이용하여 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하고, 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 통신부(260)를 통하여 백홀 망(150)으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 백홀 망(150)의 가상 쓰루풋을 계산하도록 구성될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 제어부(220)는, 백홀 망(150)의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻도록 더 구성될 수 있다(여기서 M은 1 이상의 자연수임). 제어부(220)는, M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), N, 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 백홀 망(150)의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 패킷 트레인의 크기를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제어부(220)는, M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균하여 평균 대역폭 값(bavg)을 구하고, 평균 대역폭 값(bavg)에 마진 계수(margin coefficient,
Figure pat00011
)를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하고 - 여기서
Figure pat00012
는 1 이상의 유리수임 -, 패킷 트레인의 크기(P)를 P = b'·Ia·ti·(N - 1) / (N - Ia)의 식에 따라 결정하도록 더 구성될 수 있다.
제어부(220)는, 패킷 트레인을 백홀 망(150)으로 전송하여 받을 때까지 걸린 시간(ΔT)으로 P를 나눈 값을 백홀 망(150)의 가상 쓰루풋으로서 계산하도록 더 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제어부(220)는, N개의 패킷 트레인을 백홀 망(150)으로 각각 전송하여 받을 때까지 걸린 시간들(ΔT)로 상기 P를 각각 나눈 값들을 백홀 망(150)의 N개의 가상 쓰루풋으로서 계산하고, 계산된 N개의 가상 쓰루풋 중 2개 이상의 가상 쓰루풋을 평균한 가상 쓰루풋 평균값을 구하도록 더 구성될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 제어부(220)는, N개의 패킷 트레인의 평균 데이터 전송률(ravg)을 가상 쓰루풋 평균값으로 나눈 값을 백홀 망(150)의 쓰루풋 측정이 백홀 망(150)에 미치는 부하율(intrusiveness, I)로서 계산하도록 더 구성될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 쓰루풋 측정 장치(140)가 N개의 패킷 트레인을 백홀 망(150)으로 전송하는 대신에 백홀 망(150)의 타 단 접속된 기지국(120) 등에서 패킷 트레인들을 전송하게 하고 쓰루풋 측정 장치(140)가 전송된 패킷 트레인들을 수신하여 전술한 각종 변수들을 측정하도록 구성하는 것도 가능하다. 쓰루풋 측정 장치(140)가 N개의 패킷 트레인을 백홀 망(150)으로 전송하는 경우에는, 백홀 망(150)의 타 단에 접속된 기지국(120) 등에서 패킷 트레인들을 수신하여 전술한 각종 변수들을 측정하고 측정된 변수들을 쓰루풋 측정 장치(140)로 전달하도록 구성하는 것도 가능하다.
제어부(220)는, 하드웨어적 측면에서 응용 주문형 집적 회로(Application Specific Integrated Circuits: ASICs), 디지털 신호 처리기(Digital Signal Processors: DSPs), 디지털 신호 처리 소자(Digital Signal Processing Devices: DSPDs), 프로그램 가능 논리 소자(Programmable Logic Devices: PLDs), 현장 프로그램 가능 게이트 어레이(Field-Programmable Gate Arrays: FPGAs), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers) 및 마이크로 프로세서 (microprocessors) 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 제어부(220)는 또한 전술한 하드웨어 플랫폼(platform) 상에서 실행 가능한 펌웨어(firmware)/소프트웨어 모듈로 구현될 수 있다. 이 경우, 펌웨어/소프트웨어 모듈은 적절한 프로그램(program) 언어로 쓰여진 하나 또는 그 이상의 소프트웨어 애플리케이션(software applications)에 의해 구현될 수 있다.
저장부(240)는 제어부(220)의 동작을 위한 소프트웨어/펌웨어 및/또는 데이터를 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터 등을 또한 저장할 수 있다. 저장부(240)는 또한 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 백홀 망(150)의 쓰루풋을 측정하기 위해 필요한 적어도 하나의 설정 변수에 대한 정보 및 본 발명의 다양한 실시예에 따라 획득한 각종 측정값, 추정값 및 연산 값에 대한 정보를 저장할 수 있다. 저장부(240)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory) 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장 매체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 쓰루풋 측정 장치(140)는 저장부(240)와는 별도로 또는 저장부(240)와 연계하여 인터넷(Internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작하도록 구성될 수 있다.
통신부(260)는 쓰루풋 측정 장치(140)가 백홀 망(150)을 통해 기지국(120)으로 패킷을 전송하고 수신할 수 있도록 지원하는 통신 프로토콜을 구현하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 통신 프로토콜은 적절한 하드웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 통신 프로토콜은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 프로토콜 및/또는 UDP(User Datagram Protocol) 프로토콜을 포함할 수 있다. 통신부(260)는 쓰루풋 측정 장치(140)가 기지국(120)과 유무선 통신을 할 수 있도록 지원하는 통신 프로토콜을 또한 구현하도록 구성될 수 있다. 쓰루풋 측정 장치(140)가 기지국(120)과 무선 통신을 하도록 구성되는 경우, 통신부(260)는 LTE/LTE-A를 비롯한 다양한 RAT들(Radio Access Technologies)을 구현하는 하드웨어 및/또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 통신부(260)는 LTE-Ue와 같은 무선통신 인터페이스 규격을 따르도록 구현될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 통신부(260)는 GSM 망, CDMA 망과 같은 2G 무선 통신망, WiFi 망과 같은 무선 인터넷 망, WiBro 망 및 WiMax 망과 같은 휴대 인터넷 망 또는 패킷 전송을 지원하는 무선 통신망에서 채택되는 RAT들을 구현할 수 있고 그러한 무선 통신망에서 사용되는 이동통신 기기의 통신부의 기능들/특징들을 포함할 수 있지만, 통신부(260)의 기능이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명에 따라 백홀 망의 쓰루풋을 측정하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 패스처프(pathchirp) 방식에서의 패킷 전송 방식을 예시하기 위한 도면이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가상 쓰루풋 측정을 위해 패킷 트레인들을 전송하는 방식을 예시하기 위한 도면이다. 도 6은 망에 대한 바람직한 가상 쓰루풋 측정를 위해 만족되어야 하는, 망의 가용 대역폭과 망으로 전송되는 패킷 트레인 간의 관계를 예시하기 위한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 N개의 패킷 트레인이 백홀 망으로 전송되는 경우에 있어서, 하나의 패킷 트레인의 전송 시작 시간으로부터 다음 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 시간 간격, N개의 패킷 트레인이 전송되는 총 시간 및 하나의 패킷 트레인이 전송되는 시간을 예시하기 위한 도면이다. 이하, 도 3 내지 도 7을 참조하면서 본 발명에 따른 백홀 망 쓰루풋 측정 방법의 일 실시예를 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 백홀 망 쓰루풋 측정 방법은 백홀 망의 가용 대역폭(available bandwidth)을 추정하는 단계(S310)로부터 시작된다. 몇몇 구현예에서, 패스처프(pathchirp) 방식을 이용하여 백홀 망의 가용 대역폭을 추정할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 패스로드(pathload) 방식 또는 iperf tool을 이용하여 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 것도 가능하다. 공지된 바와 같이, 패스처프 방식은 자가혼잡유발(self-induced congestion) 원리를 이용하는 가용 대역폭 추정 기법으로, 망이 수용할 수 있는 대역폭 보다 높은 전송률로 패킷을 전송하였을 경우에는 패킷 딜레이(packet delay)가 증가하고 그 보다 작은 전송률로 패킷을 전송하였을 경우에는 패킷 딜레이가 중가하지 않는다는 점을 이용하여 혼잡(congestion)을 발생시키는 최소 데이터 전송률을 찾는 방식이다. 패스처프 방식은, 도 4에 도시된 바와 같이 프로브 패킷들(probe packets) 간의 전송 간격을 지수함수적으로 감소시켜(
Figure pat00013
Figure pat00014
) 수신단으로 전송함으로써 가용 대역폭을 찾는데 소요되는 시간을 줄일 수 있다. 패스처프 방식은 자가혼잡유발 기반의 다른 측정 방식인 패스로드 방식이나 가용 대역폭을 최대로 사용하는 iperf tool에 비해 적은 양의 트래픽을 발생시키므로 백홀 망의 가용 대역폭을 사전에 추정하는 본 단계에 유리하게 적용될 수 있으나, 본 단계의 실시에 반드시 패스처프 방식을 이용하여야 하는 것은 아님을 인식하여야 한다. 본 단계는 패스로드 방식, iperf tool 또는 기타 공지된 유사한 기법을 이용하여 실시될 수 있다.
몇몇 구현예에서, 본 단계는 추정 값의 객관성을 담보하기 위하여 M번(M은 1 이상의 자연수) 반복하여 실시될 수 있다. 이 경우, 본 단계의 실시에 의해 M개의 가용 대역폭 추정값의 집합 B = {b1, b2, b3, ..., bM}를 얻는 것이 가능하다.
본 단계에서 백홀 망의 가용 대역폭의 추정에 이용한 패스처프 등의 방식은 망에 대한 사전 정보가 없어도 된다는 장점이 있지만, 직접 쓰루풋을 측정하는 방식에 비해 정확도가 떨어질 수 있다. 따라서, 개시된 기술에서는 패스처프 방식 등을 이용하여 대략적인 백홀 망의 쓰루풋(대역폭)을 측정하고 이를 후술하는 바의 가상 쓰루풋 측정 절차의 실시에 필요한 설정값을 결정하는 데에만 사용함으로써 패스처프 방식 등이 가지는 단점의 영향을 줄일 수 있게 된다.
단계(S320)에서는, 백홀 망으로의 패킷 트레인들(packet trains)의 전송을 위해 패킷 트레인의 크기(P)를 결정한다(여기서, 패킷 트레인은 패킷들의 집합을 의미함). 패킷 트레인의 크기(P)는 단계(S310)에서 획득한 가용 대역폭의 적어도 하나의 추정값을 이용하여 결정될 수 있다. 여기서, 패킷 트레인의 크기(P)는 패킷 트레인의 총 데이터 용량을 나타낸다.
백홀 망으로 패킷 트레인을 전송하는 이유는 가상 쓰루풋(virtual throughput)을 측정하기 위함인데, 가상 쓰루풋은 쓰루풋 측정 시 발생하는 트래픽으로 인한 망의 부하를 줄이기 위해, 도 5에 도시된 바와 같이 패킷들의 집합인 패킷 트레인을 일정한 시간 간격으로 전송하여 전체 트래픽 자원(traffic resource)을 사용하지 않고 측정한 쓰루풋을 말한다. 가상 쓰루풋의 측정은, 측정하는 전체 시간 동안 망 자원(network resource)을 모두 사용하는 것은 아니지만, 이의 측정을 위해서는 패킷 트레인을 전송하는 동안만큼은 패킷 트레인 내의 패킷들이 충분히 빠른 속도로 전송되어 순간적으로 가용 대역폭을 모두 채울 수 있어야 한다(도 6 참조). 만일 패킷 트레인의 크기가 충분히 크지 않아서 측정 시점의 최대 쓰루풋에 미치지 못한다면 실제 망의 쓰루풋 보다 작은 측정값을 얻게 되고, 반면 패킷 트레인의 크기가 클수록 측정의 정확도는 향상되지만 그 만큼 망 자원을 많이 사용하게 된다. 따라서, 적절한 패킷 트레인의 크기를 설정하는 것이 중요하다.
이제, 가용 대역폭의 적어도 하나의 추정값을 이용하여 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 방법에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
먼저, 가상 쓰루풋 측정을 위해 패킷 트레인을 전송하는 횟수를 N(N은 2 이상의 자연수임)이라 하고, 패킷 트레인들이 전송되는 시간들 간의 시간 견격을 ti라 하고, 하나의 패킷 트레인의 전송에 걸리는 시간을 tN이라 하고, N개의 패킷 트레인이 전송되는 전체 측정 시간을 T라 한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 예컨대 첫번째 패킷 트레인이 전송된 후 선정된 시간 간격(ti) 후 두번째 패킷 트레인이 전송될 수 있다. 이 경우, 전체 측정 시간 T 동안의 평균 데이터 전송률 ravg를 아래의 수학식 (1)을 통해 수학식 (2)와 같이 구할 수 있다.
Figure pat00015
(1)
Figure pat00016
(2)
다음으로, 가상 쓰루풋 측정이 망에 미치는 부하율(Intrusiveness: I)를 아래의 수학식 (3)과 같이 정의한다.
Figure pat00017
(3)
위 수학식 (3)에서 b는 측정하려고 하는 백홀 망의 쓰루풋이다. 이 수학식 (3)을 이용하여, 예컨대 백홀 망 운용자가 설정한 허용 부하율(Ia)(0 < Ia < 1)에 따른 패킷 트레인의 크기를 이하에서와 같이 구할 수 있다.
먼저, 단계(S310)에서 M번의 가용 대역폭 추정에 의해 획득한 M개의 가용 대역폭 추정값의 집합 B의 원소들인 {b1, b2, b3, ..., bM}을 대표하는 대표 대역폭(brep)을 구하고, 이 대표 대역폭에 마진 계수(margin coefficient)
Figure pat00018
를 곱한 값을 목표 측정 대역폭 b'으로 정의한다. 몇몇 구현예에서, 위 대표 대역폭은 M개의 가용 대역폭 추정값을 평균한 평균 대역폭(bavg)일 수 있다. 대표 대역폭에 마진 계수를 곱하는 이유는 백홀 쓰루풋의 변화 폭을 고려하기 위해서이나, 마진 계수를 대표 대역폭에 곱하는 것이 필수적이 아니라는 점을 인식하여야 한다. 몇몇 구현예에서는, 대표 대역폭을 목표 측정 대역폭 b'으로 정의하는 것도 가능하다. 이를 정리하면, 아래의 수학식 (4) 내지 수학식 (6)과 같다.
Figure pat00019
(4)
Figure pat00020
(5)
Figure pat00021
Figure pat00022
(6)
이제, 목표 측정 대역폭 b'을 이용하여 백홀 망 운용자가 설정한 허용 부하율(Ia)을 수학식 (3)과 유사하게 아래의 수학식 (7)과 같이 구할 수 있다. 수학식 (3)에서 부하율 I를 Ia로 치환하는 이유는 I = Ia일 때의 패킷 트레인의 크기 P를 알고자 함이고, b를 b'으로 치환하는 이유는, b는 측정하려고 하는 미지의, 백홀 망의 쓰루풋이므로 그 대용으로 사전 측정에 의해 획득한 가용 대역폭 추정값들로부터 구한 b'을 이용하기 위함이다.
Figure pat00023
Figure pat00024
(7)
위 수학식 (7)과 위 수학식 (1)을 이용하여 아래의 수학식 (8)을 얻을 수 있다.
Figure pat00025
(8)
이 경우, tN은 하나의 패킷 트레인을 전송하는데 걸리는 시간이므로 아래의 수학식 (9)와 같이 가정할 수 있다.
Figure pat00026
(9)
위 수학식 (8)에 위 수학식 (9)를 대입하면 아래의 수학식 (10) 내지 수학식 (13)을 얻을 수 있다.
Figure pat00027
(10)
Figure pat00028
(11)
Figure pat00029
(12)
Figure pat00030
(13)
따라서, 위 수학식 (13)에 따라, 목표 측정 대역폭 b', 백홀 망으로 전송될 패킷 트레인들의 개수 N, 패킷 트레인들이 전송되는 시간들 간의 시간 견격 ti 및 백홀 망의 허용 부하율 Ia를 이용하여 패킷 트레인의 크기(P)를 구할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 단계(S330)에서는 단계(S320)에서 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산한다. N개의 패킷 트레인의 전송은, 도 7과 관련하여 앞서 설명한 바와 같이 크기 P를 갖는 패킷 트레인을 선정된 시간 간격(ti) 마다 하나씩 총 N개를 전송함으로써 이루어질 수 있다. 선정된 시간 간격(ti)은 하나의 패킷 트레인이 전송된 후 다음 패킷 트레인이 전송되기 전까지의 유휴 시간을 포함할 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, tN 시간 동안 하나의 패킷 트레인이 전송될 수 있고, T 시간 동안 가상 쓰루풋의 측정이 이루어질 수 있다.
이 단계에서는, 하나의 패킷 트레인이 백홀 망으로 전송되어 수신될 때까지 걸린 지연 시간(ΔT)을 측정하고, 패킷 트레인의 크기(P)를 ΔT로 나눈 값을 백홀 망의 가상 쓰루풋으로서 계산할 수 있다. 몇몇 구현예에서, N개의 패킷 트레인의 각각에 대해 ΔT를 측정함으로써 N개의 가상 쓰루풋을 계산할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 획득한 N개의 가상 쓰루풋을 평균하여 가상 쓰루풋 평균값을 구할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 획득한 N개의 가상 쓰루풋의 최대값과 최소값을 식별할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 위 수학식 (3)에서 b를, 앞서 구한 가상 쓰루풋 평균값 또는 획득한 N개의 가상 쓰루풋 중의 특정 가상 쓰루풋 값으로 치환하여 실제 백홀 망의 부하율을 구할 수 있다.
단계(340)에서는, 단계(S330)에서 측정되거나 구한, N개의 가상 쓰루풋 또는 그 적어도 일부에 대한 정보, 가상 쓰루풋 평균값에 대한 정보, N개의 가상 쓰루풋의 최대값 또는 최소값에 대한 정보 및 실제 백홀 망의 부하율에 관한 정보를 쓰루풋 측정 장치(140)의 저장부(240)에 저장하고 및/또는 운용자에 의한 모니터링 용으로 쓰루풋 측정 장치(140)의 디스플레이에 디스플레이할 수 있다. 몇몇 구현예에서, 가상 쓰루풋 측정을 위한 설정 값, 즉 가상 쓰루풋의 측정 시작 시간, 전체 측정 시간 T, 단계(S310)에서 획득한 M개의 가용 대역폭 추정값의 대표 대역폭(brep) 또는 M개의 가용 대역폭 추정값을 평균한 평균 대역폭(bavg) 및 마진 계수
Figure pat00031
에 대한 정보 또는 그 일부를 쓰루풋 측정 장치(140)의 저장부(240)에 저장하고 및/또는 쓰루풋 측정 장치(140)의 디스플레이에 디스플레이할 수 있다.
단계(S350)에서는, 패킷 사이즈(P)를 다시 계산하여 가상 쓰루풋을 다시 측정하기 위해 수학식 (6)에서의 마진 계수
Figure pat00032
를 변경할 수 있다. 이 단계에서는 단계(S330)에서 식별된 가상 쓰루풋의 최대값(bVT,max)을 bavg로 나눈 값과 단계(S320)에서 패킷 트레인의 크기(P)를 계산하는 과정에서 기 사용된
Figure pat00033
를 비교하여
Figure pat00034
가 더 큰 것으로 판단되는 경우, 다음 번 패킷 트레인의 크기를 계산할 시에
Figure pat00035
를 감소시키고,
Figure pat00036
가 더 작은 것으로 판단되는 경우는
Figure pat00037
를 감소시키는 방식으로
Figure pat00038
값의 보정이 가능하다.
본원에 개시된 실시예들에 있어서, 도시된 구성 요소들의 배치는 발명이 구현되는 환경 또는 요구 사항에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 일부 구성 요소가 생략되거나 몇몇 구성 요소들이 통합되어 하나로 실시될 수 있다. 또한 일부 구성 요소들의 배치 순서 및 연결이 변경될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예들에 한정되지 아니하며, 상술한 실시예들은 첨부하는 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시될 수 있음은 물론이고, 이러한 변형 실시예들이 본 발명의 기술적 사상이나 범위와 별개로 이해되어져서는 아니 될 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
120: 기지국
130: 게이트웨이
140: 쓰루풋 측정 장치
150: 백홀
160, 170: 기타 망 구성요소
180: 코어 망
210: 입출력부
220: 제어부
240: 저장부
260: 통신부

Claims (21)

  1. 백홀 망(backhaul network)의 쓰루풋(throughput)을 측정하는 방법으로서,
    백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계,
    상기 추정된 가용 대역폭을 이용하여 패킷 트레인(packet train)의 크기(P)를 결정하는 단계, 및
    상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋(virtual throughput)을 계산하는 단계 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 - 를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 패스처프(pathchirp) 방식을 이용하여 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻는 단계를 포함하고, 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수인, 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계는, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    Figure pat00039
  7. 제5항에 있어서,
    상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하는 단계는
    상기 대표 대역폭 값(brep)에 마진 계수(margin coefficient,
    Figure pat00040
    )를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하는 단계 - 여기서
    Figure pat00041
    는 1 이상의 유리수임 - 및 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    Figure pat00042
  8. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하는 단계는, 상기 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 받을 때까지 걸린 시간(ΔT)으로 상기 P를 나눈 값을 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋으로서 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 전송하여 측정한 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하는 단계는
    상기 N개의 패킷 트레인을 상기 백홀 망으로 각각 전송하여 받을 때까지 걸린 시간들(ΔT)로 상기 P를 각각 나눈 값들을 상기 백홀 망의 N개의 가상 쓰루풋으로서 계산하는 단계, 및
    상기 계산된 N개의 가상 쓰루풋 중 2개 이상의 가상 쓰루풋을 평균한 가상 쓰루풋 평균값을 구하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 N개의 패킷 트레인의 평균 데이터 전송률(ravg)을 상기 가상 쓰루풋 평균값으로 나눈 값을 상기 백홀 망의 쓰루풋 측정이 상기 백홀 망에 미치는 부하율(intrusiveness, I)로서 계산하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대표 대역폭 값(brep)은 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균한 평균 대역폭 값(bavg)인, 방법.
  12. 백홀 망의 쓰루풋 측정을 위한 패킷 트레인의 크기를 결정하는 방법으로서,
    백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계, 및
    상기 백홀 망으로의 N - 상기 N은 2 이상의 자연수임 - 개의 패킷 트레인의 전송을 위해 필요한 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는, 상기 추정된 가용 대역폭, 상기 N, 상기 N개의 패킷 트레인 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하는 단계는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻는 단계를 포함하고 - 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수임 -,
    상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하는 단계는
    상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균하여 평균 대역폭 값(bavg)을 구하는 단계,
    상기 평균 대역폭 값(bavg)에 마진 계수(margin coefficient,
    Figure pat00043
    )를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하는 단계 - 여기서
    Figure pat00044
    는 1 이상의 유리수임 -, 및
    상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
    Figure pat00045
  14. 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 장치로서,
    백홀 망으로 전송될 패킷 트레인들의 개수(N)에 대한 정보를 저장하는 저장부 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 -, 및
    상기 백홀 망의 가용 대역폭을 추정하고, 상기 추정된 가용 대역폭을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하고, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 전송됨에 따라 측정된 적어도 하나의 변수를 이용하여 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋을 계산하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 백홀 망의 가용 대역폭을 M번 추정하여 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 얻도록 더 구성되고, 여기서 상기 M은 1 이상의 자연수인, 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 저장부는, 상기 패킷 트레인들 중의 하나의 전송 시작 시간으로부터 상기 하나의 패킷 트레인 다음의 패킷 트레인의 전송 시작 시간까지의 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)에 대한 정보를 더 저장하며,
    상기 프로세서는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM), 상기 N, 상기 선정된 시간 간격(ti) 및 상기 백홀 망의 허용 부하율(Ia)을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기를 결정하도록 더 구성되는, 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 M개의 가용 대역폭 추정값(b1, b2, b3, ..., bM)을 평균하여 평균 대역폭 값(bavg)을 구하고, 상기 평균 대역폭 값(bavg)에 마진 계수(margin coefficient,
    Figure pat00046
    )를 곱하여 목표 측정 대역폭(b')을 구하고 - 여기서
    Figure pat00047
    는 1 이상의 유리수임 -, 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 이하의 식에 따라 결정하도록 더 구성되는, 장치.
    Figure pat00048
  18. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 전송되어 수신될 때까지 걸린 시간(ΔT)으로 상기 P를 나눈 값을 상기 백홀 망의 가상 쓰루풋으로서 계산하도록 더 구성되는, 장치.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 N개의 패킷 트레인이 상기 백홀 망으로 각각 전송되어 수신될 때까지 걸린 시간들(ΔT)로 상기 P를 각각 나눈 값들을 상기 백홀 망의 N개의 가상 쓰루풋으로서 계산하고, 상기 계산된 N개의 가상 쓰루풋 중 2개 이상의 가상 쓰루풋을 평균한 가상 쓰루풋 평균값을 구하도록 더 구성되는, 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 N개의 패킷 트레인의 평균 데이터 전송률(ravg)을 상기 가상 쓰루풋 평균값으로 나눈 값을 상기 백홀 망의 쓰루풋 측정이 상기 백홀 망에 미치는 부하율(intrusiveness, I)로서 계산하도록 더 구성되는, 장치.
  21. 백홀 망의 쓰루풋을 측정하기 위한 장치로서,
    백홀 망으로 전송할 패킷 트레인들의 개수(N)에 대한 정보를 저장하는 저장부 - 상기 N은 2 이상의 자연수임 -,
    통신부, 및
    추정된 백홀 망의 가용 대역폭을 이용하여 상기 패킷 트레인의 크기(P)를 결정하고, 상기 결정된 크기를 각각 갖는 N개의 패킷 트레인을 상기 통신부를 통하여 상기 백홀 망으로 전송하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 장치.
KR1020160014104A 2016-02-04 2016-02-04 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치 KR101815967B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014104A KR101815967B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치
US15/049,583 US9985844B2 (en) 2016-02-04 2016-02-22 Method and appratus for measuring a throughput of a backhaul network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160014104A KR101815967B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170092878A true KR20170092878A (ko) 2017-08-14
KR101815967B1 KR101815967B1 (ko) 2018-01-08

Family

ID=59498314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160014104A KR101815967B1 (ko) 2016-02-04 2016-02-04 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9985844B2 (ko)
KR (1) KR101815967B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102377791B1 (ko) 2021-07-29 2022-03-23 엔에스원소프트 주식회사 네트워크 내 복수의 네트워크 구간 별로 양방향의 진단을 수행하는 진단 시스템
KR102408248B1 (ko) 2021-07-29 2022-06-13 엔에스원소프트 주식회사 서비스 유형에 매칭되는 진단 패킷을 통해 네트워크에 대한 진단을 수행하는 진단 시스템

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10311665B2 (en) * 2017-10-09 2019-06-04 Gentex Corporation System and method for training a transmitter
WO2019185766A1 (en) 2018-03-28 2019-10-03 British Telecommunications Public Limited Company Predictive bearers in a wireless communication network
WO2019185765A1 (en) * 2018-03-28 2019-10-03 British Telecommunications Public Limited Company Predictive bearers in a wireless communication network
WO2019185800A1 (en) 2018-03-29 2019-10-03 British Telecommunications Public Limited Company Dedicated bearer management
WO2021188847A1 (en) * 2020-03-18 2021-09-23 Parallel Wireless, Inc. Backhaul Estimation Scheduling

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7925775B2 (en) * 2004-04-07 2011-04-12 Sony Corporation TCP congestion control based on bandwidth estimation techniques
US8000239B2 (en) * 2006-12-14 2011-08-16 Oracle America, Inc. Method and system for bandwidth allocation using router feedback
US7995493B2 (en) * 2008-12-23 2011-08-09 Airvana, Corp. Estimating bandwidth in communication networks
JP5519683B2 (ja) * 2009-09-30 2014-06-11 パナソニック株式会社 送信装置、受信装置、送受信システム、及び送受信方法
US8755324B2 (en) * 2011-08-03 2014-06-17 Blackberry Limited Allocating backhaul resources

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102377791B1 (ko) 2021-07-29 2022-03-23 엔에스원소프트 주식회사 네트워크 내 복수의 네트워크 구간 별로 양방향의 진단을 수행하는 진단 시스템
KR102408248B1 (ko) 2021-07-29 2022-06-13 엔에스원소프트 주식회사 서비스 유형에 매칭되는 진단 패킷을 통해 네트워크에 대한 진단을 수행하는 진단 시스템
KR102443581B1 (ko) 2021-07-29 2022-09-15 엔에스원소프트 주식회사 네트워크 내에서 상방향과 하방향으로 전달된 진단 패킷의 반송 패킷에 기반한 진단 시스템
KR102443588B1 (ko) 2021-07-29 2022-09-15 엔에스원소프트 주식회사 진단 과정에서 발생하는 패킷 소실의 유형에 따른 네트워크에 대한 진단을 수행하는 진단 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101815967B1 (ko) 2018-01-08
US20170230255A1 (en) 2017-08-10
US9985844B2 (en) 2018-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101815967B1 (ko) 백홀 망의 쓰루풋 측정 방법 및 장치
JP6692336B2 (ja) 管理装置及びその制御方法、並びにプログラム
CN111148146B (zh) 一种通信方法及装置
WO2018076132A1 (zh) 波束测量的方法及装置
TWI753484B (zh) 測量上報方法、接收方法、終端及網路側定位設備
US10917822B2 (en) Method and apparatus used to manage links
EP2837237B1 (en) Method and apparatus for data flow management
JP2017034619A (ja) 通信管理装置、無線端末及びプログラム
RU2711514C1 (ru) Администрирование управления потоком разбитого носителя 5g
CN113766528A (zh) 定位处理方法、终端及网络侧设备
CN109474948B (zh) 用户设备的波束的测量方法、用户设备及计算机可读介质
JP2016535492A5 (ko)
CN114521012A (zh) 定位方法、装置、终端设备、基站及位置管理服务器
KR20130000824A (ko) 단말기 측위 시스템 및 방법, 측위 장치 및 그 장치의 구동 방법, 클라우드 컴퓨팅 서비스 장치 및 그 장치의 구동 방법, 액세스포인트 및 액세스포인트의 구동 방법, 단말기
US20200396629A1 (en) State monitoring apparatus and method for wireless network
TWI620450B (zh) 針對功率及效能最佳化裝置中的應用程式行為
CN115398855A (zh) 传播延迟补偿
KR101993778B1 (ko) 이종네트워크 연동에 따른 인디케이터 표시방법 및 이를 위한 단말기
CN107347196B (zh) 一种确定小区拥塞的方法及装置
CN111866968B (zh) 网络模式切换方法和装置
EP3313115A1 (en) Voice quality evaluation method and device
KR20180105895A (ko) 통신 노드 및 통신 노드의 동작 방법
US20160302219A1 (en) Communication apparatus, communication method, and recording medium
CN115134855A (zh) 网络切片性能测量方法和装置
KR20190077269A (ko) 이종네트워크 연동에 따른 인디케이터 표시방법 및 이를 위한 단말기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
N231 Notification of change of applicant
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant