KR20200027216A - 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법 - Google Patents

무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법 Download PDF

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Abstract

우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 될 수 있도록 하기 위한 전송률 제어 방법 및 장치에 관한 기술이 개시된다. 개시된 전송률 제어 방법은 상기 무선랜 네트워크에 포함된 상기 제1스테이션 및 적어도 하나 이상의 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 상기 제1 및 제2스테이션 간 전송률 비율 정보를 생성하는 단계; 상기 전송률 비율 정보에 따라 상기 제1스테이션의 전송률이 상기 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위에서, 상기 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계; 및 상기 컨텐션 윈도우 집합에서, 상기 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 상기 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계를 포함한다.

Description

무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법{Method for Controlling Throughput in WLAN Network}
본 발명은 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 스테이션의 전송률 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 이동성에 기반을 둔 휴대용 통신기기의 발전에 따라 통신 방식도 유선에서 무선 랜(WLAN)과 같은 무선 방식으로 급격히 이동하고 있다. 특히 실외 뿐만 아니라 집이나 건물 내부와 같은 실내 환경에서도 무선 랜이 대세를 이루고 있다.
무선 랜 방식은 유선 방식보다 이동성이나 편리성 등에서 뛰어난 장점을 보이지만 성능 면에서는 아직도 많은 문제점을 가지고 있다. 특히 실시간 멀티미디어 데이터가 통신 데이터의 많은 부분을 차지하면서 성능 문제와 함께 통신 네트워크의 QoS(Quality of Service)가 중요한 문제로 대두되고 있다.
IEEE 802.11 LAN의 QoS 문제를 해결하기 위해 802.11e가 표준화 되었다. 802.11e 방식은 새로운 경쟁기반 채널 접근 방식인 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)를 정의하였다. EDCA 방식은 기존 802.11 MAC(Medium Access Control)을 개선하여 우선순위(prioritized)와 파라미터 (parameterized)에 기반을 둔 QoS를 제공하며, 서비스의 종류에 따라 서로 다른 우선순위에 따라 동작하는 다수의 큐를 가진다. 예를 들어 음성, 영상 및 데이터 서비스는 각각 다른 우선순위와 파라미터를 갖는 큐에 저장되어 전송된다. 그러므로 각각 특성에 맞는 서비스의 차별화가 이루어진다.
EDCA 모델은 QoS 지원을 위해 액세스 카테고리(AC, Access Category) 개념을 새롭게 정의하고 있는데, 서비스되는 트래픽은 우선순위에 따라 4개의 액세스 카테고리로 분류된다. EDCA 환경에서 단말은 4개의 액세스 카테고리의 트래픽 전송을 위해 독립적으로 경쟁하고, 우선순위가 높은 액세스 카테고리일수록 경쟁에서 성공할 확률이 높도록 동작 파라미터가 설정된다.
각각의 액세스 카테고리는 사전에 결정된 경쟁 변수와 AIFS (Arbitration Inter-frame Space), 액세스 카테고리마다 다르게 설정되어 있는 컨텐션 윈도우(CW, Contention Window)의 최소ㆍ최대값을 사용한다. 개별 프레임은 액세스 카테고리에서 정의된 우선순위에 따라 AIFS의 크기가 다르게 설정되며, 우선순위가 높을수록 짧은 IFS (Inter-frame Space)를 갖도록 하여, 결과적으로 매체에 접근할 확률을 높이게 한다.
마찬가지로 컨텐션 윈도우의 경우에도 우선순위에 따라 값을 달리 설정하는데, AIFS의 개념과 비슷하게 우선순위가 높을수록 작은 CWmin과 CWmax 값을 갖는다. 패킷 충돌이 발생할 경우 백오프 스테이지(backoff stage)를 하나씩 증가시키고 컨텐션 윈도우 값을 증가시키기 때문에, 높은 우선순위의 프레임은 전송 시 충돌이 발생하여 재전송을 수행하는 경우에도, 매체 접근까지의 대기시간을 줄일 수 있게 되어, 전송 큐 내의 데이터가 전송 기회를 획득하는데 유리하다.
우선순위에 따라 QoS를 제어하는 통신 시스템에서는, 이용되는 파라미터 값에 따라 전체 네트워크의 전송률(throughtput)에 많은 차이가 발생하며, 따라서 이에 대한 연구 또한 많이 이루어지고 있다. 관련 선행문헌으로, 비특허 문헌 "무선랜 QoS의 성능향상을 위한 최적 파라미터에 관한 연구, 진현준, Journal of IKEEE.Vol.17,No.2,096∼103,June 2013" 및 "충돌시 최대 경쟁 원도우를 적용한 IEEE 802.11 DCF 성능분석, 임석구, 한국콘텐츠학회논문지 '11 Vol. 11 No. 11, 2011"가 있다.
한국등록특허공보 10-0712344호 한국등록특허공보 10-0995531호 한국공개특허공보 10-2008-0101858호
본 발명은 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 될 수 있도록 하기 위한 전송률 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,
본 발명은 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 방법에 있어서, 상기 무선랜 네트워크에 포함된 상기 제1스테이션 및 적어도 하나 이상의 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 상기 제1 및 제2스테이션 간 전송률 비율 정보를 생성하는 단계와; 상기 전송률 비율 정보에 따라 상기 제1스테이션의 전송률이 상기 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위에서, 상기 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계와; 상기 컨텐션 윈도우 집합에서, 상기 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 상기 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계와; 구버전소트웨어 정보와 신버전 소프트웨어 정보를 비교하는 단계와; 상기 구버전과 신버전 소프트웨어의 상이한 부분을 판단하는 단계와; 상기 상이한 부분에 대한 신버전 부분을 상기 구버전 소프트웨어의 해당 영역에 기록하는 단계를 포함하는 것이 특징이다.
또한, 상기 구버전과 신버전의 소프트웨어는 여러 개의 영역으로 이루어져 있고, 상기 각각의 영역에는 식별키가 할당되어 있으며, 상기 식별키를 비교하므로써 구버전과 신버전의 상이한 부분을 판단하는 것이 특징이다.
또한, 상기 구버전과 신버전의 상이한 부분의 판단은 각각의 버전정보를 비교하여 이루어지는 것이 특징이다.
또한, 상기 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계는, 상기 초기 값을 이용하여 파레토 최적화를 수행하는 것이 특징이다.
또한, 상기 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계는, 기 설정된 주기마다 상기 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 상기 최소 컨텐션 윈도우 값을 갱신하는 것이 특징이다.
본 발명에 따르면, 네트워크에서 목적지 노드까지의 전송 지연을 최소화할 수 있는 다중 경로를 설정할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 8은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 9는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 10은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시되는 본 발명의 바람직한 실시예는 본 발명을 이루는 기술적 구성요소를 효율적으로 설명하기 위해 각각의 시스템 기능구성에 이미 구비되어 있거나, 또는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 구비되는 시스템 기능구성은 가능한 생략하고, 본 발명을 위해 추가적으로 구비되어야 하는 기능구성을 위주로 설명한다.
만약 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 하기에 도시하지 않고 생략된 기능구성 중에서 종래에 이미 사용되고 있는 구성요소의 기능을 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 또한 상기와 같이 생략된 구성요소와 본 발명을 위해 추가된 구성요소 사이의 관계도 명백하게 이해할 수 있을 것이다.
또한, 이하 실시예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 하나의 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명에 따른 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크를 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 8은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 9는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예.
도 10은 OTA 방식을 통한 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름의 일예로서,
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선랜 시스템은 복수의 스테이션을 포함하며, 스테이션은 액세스 포인트 또는 무선랜 기능을 지원하는 스마트 디바이스, 노트북 등의 무선랜 단말일 수 있다. 스테이션은 액세스 카테고리에 따라 결정된 우선순위 큐를 이용하여, QoS를 지원하며 데이터를 송수신할 수 있다.
일반적으로 스테이션의 컨텐션 윈도우 값에 따라 스테이션의 패킷 전송 확률이 달라질 수 있으므로, 컨텐션 윈도우 값에 따라 스테이션의 전송률이 결정된다고 볼 수 있다. 본 발명은 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 될 수 있도록 스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값을 결정한다. 이 때, 스테이션 각각의 최소 컨텐션 윈도우 값은 스테이션 각각의 우선순위 큐에 따라 결정될 수 있으며, 패킷 전송 확률에 따라 결정될 수 있다.
보다 구체적으로 본 발명은 무선랜 네트워크에 포함된 스테이션의 전송률 정보를 이용하여, 기 설정된 우선순위에 따라 스테이션에 할당 가능한 컨텐션 윈도우 집합을 생성하고, 컨텐션 윈도우 집합에서 무선랜 네트워크의 전체 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정한다. 본 발명에서 이용되는 스테이션의 전송률 정보는 실시예에 따라 다양하게 결정될 수 있으며, 스테이션의 전송률을 결정하기 위해 다양한 정보가 이용될 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 최소 컨텐션 윈도우 값은 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 될 수 있도록 설정되고, 스테이션은 설정된 최소 컨텐션 윈도우 값에 따라 데이터를 전송함으로써, 무선랜 네트워크의 전체 전송률이 향상될 수 있다. 그리고 최소 컨텐션 윈도우 값은 무선랜 단말에서 분산적으로 결정되거나 또는 액세스 포인트에서 결정되어 무선랜 단말로 제공될 수 있으며, 최소 컨텐션 윈도우 값은 스테이션 별로 다르게 결정될 수 있다.
한편, 이하 도면에서 설명된 파라미터는 [표 1]과 같다. 그리고 이하에서는 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에 포함된 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값 결정 방법이 일실시예로서 설명된다.
Figure pat00001
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전송률 제어 장치는 전송률 정보 생성부(210), 컨텐션 윈도우 정보 생성부(220) 및 컨텐션 윈도우 설정부(230)를 포함한다.
제1스테이션은 무선랜 네트워크에 포함된 적어도 하나 이상의 제2스테이션으로부터, 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 수신하며, 전송률 정보 생성부(210)는 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 제1 및 제2스테이션 간 전송률 비율 정보를 생성할 수 있다. 그리고 스테이션 각각의 전송률은 스테이션 각각의 우선순위 큐에 따라 다르며, 보다 높은 우선순위 큐를 갖는 스테이션의 전송률이 다른 스테이션의 전송률보다 클 수 있다.
컨텐션 윈도우 정보 생성부(220)는, 제1 및 제2스테이션의 전송률 정보를 이용하여, 제1스테이션의 전송률이 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위에서, 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성한다. 이 때, 컨텐션 윈도우 정보 생성부(220)는, 전송률 비율 정보에 따라 전술된 범위에서 컨센션 윈도우 집합을 생성할 수 있으며, 컨텐션 윈도우 집합은 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 값이 될 수 있는 후보군을 나타낸다.
보다 구체적으로 컨텐션 윈도우 정보 생성부(220)는 전술된 범위를 만족하는 조건에서, 전송률 비율 정보에 따라 결정되는 제1스테이션의 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률을 이용하여, 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있다. 전술된 바와 같이, 컨텐션 윈도우 값에 따라 패킷 전송 확률이 달라질 수 있으므로, 컨텐션 윈도우 집합은 패킷 전송 확률에 따라 결정될 수 있다.
한편, 컨텐션 윈도우 정보 생성부(220)는 일실예로서 파레토(pareto) 최적화를 이용하여 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있으며, 빠른 연산속도를 위해 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률에 따라 결정되는 최초 백오프 스테이지(backoff stage)의 컨텐션 윈도우 값을 초기 값으로 설정하여 파레토 최적화를 수행함으로써, 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있다.
컨텐션 윈도우 설정부(230)는 컨텐션 윈도우 집합에서, 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정한다. 컨텐션 윈도우 설정부(230)는 전술된 스테이션의 전송률 정보를 이용하여 무선랜 네트워크 전송률이 최대가 되는 최소 컨텐션 윈도우 값을 결정할 수 있다. 이 때, 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우가 복수개(해집합)일 수 있으며, 컨텐션 윈도우 설정부(230)는 복수개중 가장 작은 컨텐션 윈도우 값을 선택한다. 그리고 기 설정된 주기마다 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 최소 컨텐션 윈도우 값을 갱신하며, 최적의 컨텐션 윈도우 값을 설정할 수 있다.
본 발명의 일실시에에 따른 제1스테이션은 제2스테이션의 전송률 정보를 수신하기 때문에, 제2스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값을 결정하여 제2스테이션으로 전송할 수도 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른, 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에 따른 제1스테이션은 무선랜 네트워크에 포함된 제1스테이션 및 적어도 하나 이상의 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 제1 및 제2스테이션 간 전송률 비율 정보를 생성(S310)한다.
제1스테이션은 제2스테이션의 전송률 정보를 수신받아, 전송률 비율 정보를 생성할 수 있다. 이 때, 전송률 정보는 일실시예로서, 페이로드 크기(D i ), 스테이션의 패킷 전송 성공 확률(P s (i)), 스테이션의 패킷 충돌 확률(P c ), 채널이 아이들(idle) 상태일 확률(P e ) 및 네트워크의 패킷 전송 성공 확률(P S ) 정보에 따라 결정되는 정보일 수 있으며, [수학식 1]에 따라 i번째 스테이션의 전송률(Si)이 계산될 수 있다.
Figure pat00002
여기서, T s (i)와 T c (i)는 패킷 전송 성공과 실패 시에 소요되는 시간을 나타내며, RTS (Request-to-send) 및 CTS (Clear-to-send)를 이용하는 경우와 그렇지 않은 경우와 그렇지 않은 경우에 달라질 수 있다.
제1스테이션은 전송률 비율 정보에 따라 기 설정된 조건에서 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성(S320)하며, 여기서 기 설정된 조건은 제1스테이션의 전송률이 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위일 수 있다.
이 때, 제1스테이션은 전송률 비율 정보(R i )를 이용하여, 제1스테이션의 패킷 전송 확률(
Figure pat00003
) 및 패킷 충돌 확률(
Figure pat00004
)을 계산하며, 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률에 따라 결정되는 최초 백오프 스테이지의 컨텐션 윈도우 값을 초기 값으로 이용하여 제1스테이션의 전송률을 계산하고, 계산된 전송률이 우선순위 큐에 따른 범위를 만족하는 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있다.
패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률은 일실시예로서, [수학식 2]에 따라 계산될 수 있으며, 초기 값(
Figure pat00005
)은 [수학식 3]에 따라 계산될 수 있다.
Figure pat00006
Figure pat00007
한편, 패킷 전송 성공 확률(P s (i)), 스테이션의 패킷 충돌 확률(P c ), 채널이 아이들(idle) 상태일 확률(P e ) 및 네트워크의 패킷 전송 성공 확률(P S )은 일실시예로서 [수학식 4]와 같이, 패킷 전송 확률(
Figure pat00008
)에 따라 결정될 수 있다.
Figure pat00009
정리하면, 제1스테이션은 초기 값 및 초기값으로부터 기 설정된 만큼 가감된 값을 이용하여 반복적으로 패킷 전송 확률을 계산하고, 패킷 전송 확률에 따라 패킷 전송 성공 확률(P s (i)), 스테이션의 패킷 충돌 확률(P c ), 채널이 아이들(idle) 상태일 확률(P e ), 네트워크의 패킷 전송 성공 확률(P S ) 및 전송률을 계산한다. 그리고 계산된 전송률이 우선순위 큐에 따른 전송률 범위를 만족할 경우, 전송률 범위를 만족하는 전송률에 대한 패킷 전송 확률을 이용하여 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있다. 일예로서, 컨텐션 윈도우 값이 적을수록 패킷 전송 확률은 증가하는 관계에 따라 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있다. 그리고 실시예에 따라서, 제1스테이션은 별도의 초기값을 생성하지 않고, 랜덤한 임의의 값을 이용하여 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수도 있다.
한편, 제1스테이션은 실시예에 따라 파레토 최적화를 통해 컨텐션 윈도우 집합을 생성할 수 있으며, 각 스테이션에 대한 전송률 정보를 이용, 예를 들어 [수학식 1]을 이용하여 파레토 최적화를 수행할 수 있다.
제1스테이션은 컨텐션 윈도우 집합에서, 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정(S330)한다. 즉, 제1스테이션은 컨텐션 윈도우 집합에 포함된 값을 이용하여 제1 및 제2스테이션의 전송률을 계산할 수 있으며, 전송률 합이 최대가 될 수 있는 컨텐션 윈도우 값을 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정할 수 있다. 최대 전송률을 만족하는 컨텐션 윈도우가 복수개일 경우, 제1스테이션은 가장 작은 컨텐션 윈도우 값을 선택한다. 그리고 기 설정된 주기마다 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 최소 컨텐션 윈도우 값을 갱신할 수 있다.
한편, 전술된 [수학식 1]은 일실시예로서, 사용자에 의해 설정되거나 또는 마르코프 체인(Markov chain)을 도시한 도 4를 이용하여 도출될 수 있다. 제1 내지 제3박스(410, 420, 430)는 스테이션이 전송을 시도할 때까지 머무는 구간이다. 최초 백오프 스테이지 제1박스(410)에서 스테이션이 전송을 시도하여 실패하면 다음 백오프 스테이지인 제2박스(420)로 이동하여 전송을 시도한다. 이 때, 컨텐션 윈도우 값은 2배가 되며, 컨텐션 윈도우 값 내의 임의의 값을 백오프(backoff) 값으로 선정하여 전송한다. 전송이 성공하면 제1박스(410)로 이동하고, 실패하면 제3박스로 이동한다.
제1 내지 제3박스(410, 420, 430) 내에서 백오프 값(W l,i -n)에 따라 체인중 하나가 선택될 수 있다. 예를 들어 가장 우측의 체인이 선택된 경우, 스테이션은 AIFS 시간만큼 기다리고, 즉 선택된 체인에서 제일 상단의 스테이트(
Figure pat00010
)에 위치하고, 각 슬롯 시간동안 채널이 아이들이면 AIFS를 감소시킨다. 슬롯 개수가 0이 되면 왼쪽 체인으로 이동한다.
스테이션은 AIFS 시간 동안 채널이 계속 아이들이었다면, 다음으로 백오프 카운터를 감소시키며, 백오프 카운터를 줄이는 과정에서 채널이 아이들이라면 계속 백오프 카운터를 감소시킨다. 반면 백오프 카운터 감소 도중 채널 busy 현상이 발생하면, 채널이 아이들 상태가 될 때까지 기다린 후, 아이들 상태가 되면 다시 AIFS 값(제일 상단 스테이트)만큼 기다린 후 백오프 카운터를 감소시킨다.
마르코프 체인의 모든 스테이트 확률의 총합은 1이며, 이를 이용하여 스테이션의 전송 확률 및 [수학식 1]을 유도할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1스테이션의 전송률 제어 방법은 무선랜 네트워크에 포함된 적어도 하나 이상의 제2스테이션으로부터 상기 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 수신하는 단계, 전송률 정보를 이용하여, 제1스테이션의 전송률이 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위에서, 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계 및 컨텐션 윈도우 집합에서, 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계는 제1 및 제2스테이션의 전송률 정보를 이용하여, 제1스테이션의 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률을 계산하는 단계 및 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률에 따라 결정되는 초기 컨텐션 윈도우 값을 초기 값으로 설정하여, 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
그리고 도 3에서는 제1스테이션의 전송률 제어 방법이 일실시예로 설명되었으나, 제2스테이션 역시 제1스테이션의 전송률 정보를 전송받아 전술된 방법과 같이 전송률을 제어할 수 있으며, 결국 무선랜 네트워크 전체 관점에서 전송률이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 장치를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명에 따른 전송률 제어 장치를 포함하는 스테이션을 도시하는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스테이션은 전송률 제어 장치(510), 메모리(520), 전력 공급부(530) 및 통신부(540)를 포함한다. 전송률 제어 장치(510)는 전송률 정보 생성부(511), 스테이션 개수 파악부(513) 및 컨텐션 윈도우 정보 생성부(515), 컨텐션 윈도우 설정부(517)를 포함할 수 있다.
통신부(540)는 입출력 인터페이스를 포함하며, 무선랜 네트워크에 포함된 다른 스테이션으로부터 전송률 정보를 수신한다. 그리고 전송률 제어 장치(510)에서 계산된 최소 컨텐션 윈도우 값을 다른 스테이션으로 전송한다.
전송률 정보 생성부(511)는 타 스테이션의 전송률 정보를 이용하여, 전송률 비율 정보를 생성하며, 스테이션 개수 파악부(512)는 타 스테이션의 수신 신호를 이용하여, 무선랜 네트워크에 포함된 스테이션의 개수를 파악한다.
컨텐션 윈도우 설정부(517)는 컨텐션 윈도우 정보 생성부(515)에서 생성된 컨텐션 윈도우 집합에서, 최소 컨텐션 윈도우 값을 결정한다. 이 때, 컨텐션 윈도우 집합은 메모리(520)에 저장되며, 컨텐션 윈도우 설정부(517)는 기 설정된 주기마다 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 최소 컨텐션 윈도우 값을 갱신할 수 있다.
전력 공급부(530)는 스테이션의 전력을 공급한다.
도 6은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 전송률 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 제1스테이션의 전송률 제어 방법을 도시하는 도면이다.
제1스테이션은 무선랜 네트워크에 포함된 적어도 하나 이상의 제2스테이션으로 전송률 정보를 전송(S601)하고, 제2스테이션으로부터 전송률 정보를 수신한다. 그리고 제1스테이션은 제2스테이션의 개수를 파악(S603)하고 전송률 비율 정보를 생성(S605)한다.
제1스테이션은 전송률 비율 정보를 이용하여 패킷 전송 확률(
Figure pat00011
) 및 패킷 충돌 확률(
Figure pat00012
)을 계산하며, 패킷 전송 확률 및 패킷 충돌 확률에 따라 결정되는 최초 백오프 스테이지의 컨텐션 윈도우 값을 초기 값으로 이용하여 파레토 최적화를 수행(S607)하고, 컨텐션 윈도우 집합을 생성(S609)한다.
제1스테이션은 컨텐션 윈도우 집합에서 무선랜 네트워크의 전송률을 최대로 만드는 조건을 만족하는 컨텐션 윈도우 값을 판단(S611)하고, 조건을 만족하는 컨텐션 윈도우 값으로 해집합을 갱신하면서 최소 컨텐션 윈도우 값을 주기적으로 갱신(S613)한다. 예를 들어, 주기적으로 조건을 만족하는 컨텐션 윈도우 값이 존재하면 기존 해집합에 추가하고, 만약 단계 S611에서 컨텐션 윈도우 값이 조건을 만족하지 못할 경우, 해당 값은 기존 해집합에서 제거되거나 또는 해집합에 포함되지 않는다.
도 7 및 도 9를 참조하여 본 발명에 따른 임베디드 기기에 내장되는 소프트웨어의 부분 업데이트 서비스 시스템의 다운로드 처리모듈(120)과 임베디드 기기(20)간의 부분 다운로드 처리 과정을 좀더 구체적으로 알아본다.
고객이 소프트웨어가 변경되었다는 사실을 알고, 고객 지원 센터 등의 영업소에 방문하여 자신이 소지한 임베디드 기기의 소프트웨어 업그레이드를 요청하면, 영업소 관리자는 영업소 단말기(10b)에 해당 임베디드 기기(20)를 연결하여 영업소단말기(10b)와 해당 임베디드 기기(20)간에 데이타 통신이 가능하도록 한 상태에서 다운로드 처리모듈(120)을 실행시킨다.
먼저, 상기 영업소 단말기(10b)에서 실행 가능한 다운로드 처리모듈(120)은 임베디드 기기(20)로부터 영역별 식별키 파일을 도 7의 과정을 통해 불러온다.
도 7은 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 과정의 신호 흐름을 도시한 것이다.
도면에 도시한 바와같이, 다운로드 처리모듈(120)은 임베디드 기기(20)로 부분 다운로드될 소프트웨어의 영역별 식별키를 저장한 파일을 전송하라는 요청 정보(AT$DNINFO)를 전송한다.
그러면, 이를 수신한 임베디드 기기(20)는 자신에 저장된 영역별 식별키를 저장한 파일의 헤더(Header)를 분석해 영역별 식별키를 저장한 파일 전송을 위한 전송정보(szAABBBB) 즉, 영역별 식별키를 저장한 파일의 총 크기(BBBB)가 얼마고, 얼마만한 패킷 단위(AA)로 영역별 식별키를 저장한 파일을 전송할 것인가에 대한 정보를 다운로드 처리모듈(120)로 전송한다.
상기 임베디드 기기(20)로부터 전송정보(szAABBBB)를 수신한 다운로드 처리모듈(120)이 이에 대한 응답정보(Response)로 전송을 확인(OK)하는 신호를 임베디드 기기(20)로 전송하면, 이를 수신한 임베디드 기기(20)는 상기의 전송 패킷 단위(AA)로 영역별 식별키를 저장한 파일을 영업소 단말기(10b)로 전송한다.
상기 영역별 식별키를 저장한 파일의 총 크기(BBBB)에 해당하는 패킷량이 모두 전송되면, 상기 다운로드 처리모듈(120)이 임베디드 기기(20)로 전송완료를 확인(OK)하는 응답정보(Response) 전송한다.
이렇게 하여 임베디드 기기(20)에 저장된 부분 다운로드할 영역별 식별키를 저장한 파일을 수신한 다운로드 처리모듈(120)은 영업소 단말기(10b)에 저장된 해당 부분 다운로드할 소프트웨어의 영역별 식별키를 저장한 파일과 임베디드 기기(20)로부터 수신한 파일을 비교하여 변경된 부분을 검색한다. 이 변경된 부분에 대한 검색은 위에 자세히 설명했으므로, 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
해당 소프트웨어에 대해 변경된 부분이 존재할 경우 상기 다운로드 처리모듈(120)을 통해 임베디드 기기(20)로 변경된 영역의 데이타만 도 9에 도시한 과정을 거쳐 선택적으로 전송되어 임베디드 기기에 저장된 소프트웨어가 갱신된다.
만일, 이와 반대로 데이타 통신을 이용해 임베디드 기기가 다운로드 처리모듈로부터 영역별 식별키를 저장한 파일을 불러오는 경우에는 도 7에 도시한 신호 흐름이 반대가 되면 된다.
도 9는 데이타 통신을 이용해 다운로드 처리모듈이 임베디드 기기로 변경된 영역의 데이타를 부분 다운로드하는 과정의 신호 흐름을 도시한 것이다.
먼저, 다운로드 처리모듈(120)이 영업소 단말기(10b)내에 저장된 부분 다운로드할 소프트웨어의 변경된 영역의 데이타 중 일정 크기의 데이타를 독출하고, 이를 임베디드 기기(20)의 램(RAM)의 특정 주소에 올리도록 요청(Request)하는 명령(CMD_RAM)에 포함시켜 임베디드 기기(20)로 전송한다.
임베디드 기기(20)는 전송된 명령(CMD_RAM)에 따라 임베디드 기기(20)의 램(RAM)의 특정 주소에 상기 일정 크기의 데이타를 저장하고, 상기 다운로드 처리모듈(120)로 이에 대한 응답(Response) 정보를 전송한다.
한편, 도 8 및 도 10에 도시한 것과 같이, 다운로드 처리모듈(120)이 이동통신 시스템에 연동되는 서버(도면 도시 생략)상에 탑재되어 이동통신 시스템의 데이타 통신 서비스를 이용해 부분 다운로드될 소프트웨어의 영역별 식별키 및 부분 다운로드할 변경된 영역의 데이타를 상기 임베디드 기기(20)로 전송하는 OTA(Over The Air) 방식으로 구현할 수 도 있다.
도 8 및 도 10은 기지국(BS)과 임베디드 기기간의 데이타 흐름을 나타낸 도면이다.
이 경우에는 영업소 단말기(10b)에 다운로드 처리모듈(120)을 탑재한 것과는 달리, 이동통신망을 통해 임베디드 기기에 내장된 소프트웨어의 부분 업데이트 서비스를 제공할 수 있어 고객이 영업소를 방문할 필요없는 장점이 있다.
상기 도 8 및 도 10에 도시한 실시예는 도 7 및 도 9에 도시한 실시예와는 다운로드 처리모듈(120)이 탑재된 단말기의 위치 및 통신 방법상에서만 차이가 있을 뿐, 데이타 처리과정은 도 7 및 도 9에 도시한 실시예와 동일하므로 중복 설명은 생략하고자 한다.

Claims (5)

  1. 우선순위 큐를 이용하는 무선랜 네트워크에서 제1스테이션의 전송률 제어 방법에 있어서,
    상기 무선랜 네트워크에 포함된 상기 제1스테이션 및 적어도 하나 이상의 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 상기 제1 및 제2스테이션 간 전송률 비율 정보를 생성하는 단계와;
    상기 전송률 비율 정보에 따라 상기 제1스테이션의 전송률이 상기 제1스테이션보다 높은 우선순위 큐를 이용하는 제2스테이션의 전송률 이하인 범위에서, 상기 제1스테이션의 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계와;
    상기 컨텐션 윈도우 집합에서, 상기 무선랜 네트워크의 전송률이 최대가 되는 컨텐션 윈도우 값을 상기 제1스테이션의 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계와;
    구버전소트웨어 정보와 신버전 소프트웨어 정보를 비교하는 단계와;
    상기 구버전과 신버전 소프트웨어의 상이한 부분을 판단하는 단계와;
    상기 상이한 부분에 대한 신버전 부분을 상기 구버전 소프트웨어의 해당 영역에 기록하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구버전과 신버전의 소프트웨어는 여러 개의 영역으로 이루어져 있고, 상기 각각의 영역에는 식별키가 할당되어 있으며, 상기 식별키를 비교하므로써 구버전과 신버전의 상이한 부분을 판단하는 것을 특징으로 하는 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구버전과 신버전의 상이한 부분의 판단은 각각의 버전정보를 비교하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨텐션 윈도우 집합을 생성하는 단계는,
    상기 초기 값을 이용하여 파레토 최적화를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 최소 컨텐션 윈도우 값으로 설정하는 단계는,
    기 설정된 주기마다 상기 제1스테이션 및 제2스테이션에 대한 전송률 정보를 이용하여, 상기 최소 컨텐션 윈도우 값을 갱신하는 것을 특징으로 하는 무선랜 네트워크에서 전송률 제어 방법.
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