KR100684167B1

KR100684167B1 - 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 ＱｏＳ 요구 데이터를위한 주기적 매체 예약 타이머 방법

Info

Publication number: KR100684167B1
Application number: KR1020050119978A
Authority: KR
Inventors: 김대호; 구기종; 김도영
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2005-12-08
Filing date: 2005-12-08
Publication date: 2007-02-20
Also published as: US20070133430A1

Abstract

본 발명은 무선랜 기능을 가진 VoIP(Voice-over-IP) 시스템에서 무선 링크 구간의 음성 프레임을 전송할 때 백오프(backoff) 및 폴링(polling)을 수행하지 않고 무경쟁을 통한 전송 지연을 줄이는 방법을 제공하기 위한 것으로서, (a) 무선랜(Wireless Local Area Network : WLAN) 단말을 통해 음성정보를 얻는 단계와, (b) 무선랜 단말과 접근 포인트(Access Point : AP) 간에 예약번호(Reservation Number : RN) 설정 절차에 의해 상기 RN을 설정, 변경 및 제거 중 어느 하나를 수행하는 단계와, (c) 무선 링크 구간에 음성 프레임의 발생 주기마다 상기 수행을 통해 구해진 예약 정보를 포함한 음성 QoS 프레임을 전송하는 단계와, (d) 수신한 상기 음성 QoS 프레임이 포함하는 예약 주기에 기반하여 예약 시간을 설정하는 단계를 포함하는데 있다.

IEEE802.11, 무선랜(WLAN), QoS, VoIP

Description

무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 ＱｏＳ 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법{Periodic media reservation time method for periodic QoS data in WLAN}

도 1 은 본 발명에 따라 무선 링크 구간에서 음성 프레임에 대해 QoS 기능을 수행하는 무선 랜 시스템의 구성도

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 예약 번호 관리를 위한 예약 프레임 교환 절차를 나타낸 도면

도 3 은 본 발명에 따른 예약 프레임 교환 절차에 사용되는 프레임의 구성을 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 무선 링크를 음성 프레임의 생성 주기에 따른 예약 방법을 나타낸 도면

도 5 는 본 발명에 따른 음성 프레임 교환 절차에 사용되는 프레임의 구성을 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100 : 베이직 서비스 셋(Basic Service Set : BSS)

110, 212, 222, 232 : 접근 포인트(Access Point : AP)

111, 121, 131 : DCF

112, 122, 132 : 주기적 매체 예약 타이머(Periodic Media Reservation Timer : PMRT)

113 : 예약 번호 리스트(Reservation Number List : RNList)

120, 130, 211, 221, 231 : 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)

123, 133 : 예약 시간(Reservation Timer : RTimer)

140 : 인터넷 백본

본 발명은 무선랜(Wireless Local Area Network : WLAN)의 매체 접속 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜을 이용한 Voice-over-IP(VoIP) 시스템의 Quality-of-Service(QoS)를 개선하기 위한 무선랜 매체 접속 제어 방법에 관한 것이다

무선랜(Wireless Local Area Networks : WLAN)은 일반적으로 10~100Mbps의 속도로 100미터 범위 내에서 동작하며, 하나의 셀로 구성된 무선랜은 단층의 사무실이나 가게에 적합하게 사용될 수 있다.

또한, 무선랜 단말은 무선 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 사용하여 네트워크 상의 다른 단말 및 AP(Access Point)와 무선(RF) 링크를 통해 연결된다. 이때, 상기 AP는 무선랜 단말이 백본(backbone) 네트워크를 통해 유선 네트워크에 접속되는 것을 가능하게 한다.

그리고 상기 하나의 셀(Single-Cell)에는 대략 25개의 단말이 접속할 수 있으며, 유선 네트워크에 연결되어 있는 여러 개의 AP를 이용하여 다중 셀(Multiple-Cell)을 구성할 수 있고, 다중 셀을 이용하여 빌딩 전체에 무선랜 환경을 구축할 수 있다.

IEEE(The Institute for Electrical and Electronic Engineers)는 무선랜 단말과 AP간의 데이터 프레임 전송에 관한 프로토콜을 정의한 규격을 개발했고, 그 결과 무선랜 매체 접속과 물리계층에 관한 규격이 제정됐다. (IEEE Std. 802.11, IEEE standard for Wireless LAN Medium Access(MAC) and Physical Layer(PHY), 1999)

IEEE 802.11 무선랜 규격은 무선랜을 구성하는 주요 두 가지 구성요소인 이동 단말과 고정 AP에 관하여 기술한다. IEEE 802.11 무선랜 규격을 사용하는 하나의 셀(single-cell)은 BSS(Basic Service Set)으로 정의 되고, 다중 셀(multiple-cell)은 ESS(Extended Service Set)로 정의된다.

또한 IEEE 802.11 무선랜에서 각각의 단말 및 AP는 MAC 프레임을 교환할 수 있는 기능을 가진 MAC 계층을 구현하며, 상기 MAC 프레임은 무선 단말과 AP간에 제어, 관리, 데이터를 전달하는 매개체로 사용된다.

규격은 MAC 계층에 서로 다른 두 가지 무선 매체 접속 방법을 정의하는데, 하나는 분산조정기능(Distributed Coordination Function : DCF)이고 다른 하나는 중앙조정기능(Point Coordination Function : PCF)이다.

이때, 상기 DCF에서 모든 스테이션은 프레임 전송을 위한 경합에 참여할 수 있다. 802.11 MAC의 기본적인 접속 방식은 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 이다.

상기 CSMA 방식에서 WLAN 무선 매체 상에 데이터를 전송하고자 하는 스테이션은 다른 스테이션으로부터 데이터 전송이 있는지를 확인하기 위해 매체를 탐지한다. 만일 매체가 비어 있으면 데이터 전송이 가능하고, 그렇지 않으면 현재 진행되고 있는 데이터 전송이 완료될 때까지 전송을 지연시킨다.

또한 무선 매체 상에 데이터 전송이 완료된 후 바로 스테이션에서 데이터 전송이 가능하게 된다면, 복수개의 스테이션에 의해 전송 시도가 발생할 수 있고, 이로 인해 데이터 충돌 확률은 높아진다. 이를 보완하기 위해 데이터 전송이 완료된 후 일정 기간의 휴지 기간을 가진 후, 전송 기회를 획득하기 위한 2진 랜덤 백오프(Binary Random Backoff)를 수행하여 CW(Contention Window)의 크기를 결정하고, 상기 CW를 최소값으로 결정한 스테이션에게 전송 기회를 부여한다. 이러한 과정이 CA(Collision Avoidance) 기능이다.

또한 상기 PCF에서 PC(Point Coordinator)는 무선랜 단말의 전송을 제어한다. 즉, 상기 PC는 폴링 마스터 역할을 수행하고, 데이터 전송이 가능한 단말을 결정하기 위해 모든 PCF 폴링 가능한 단말에 폴(Poll)을 한다. 또한 상기 PC는 AP에 존재할 수 있다. 이때, 상기 PCF에서 단말은 폴링 가능할 수도 그렇지 않을 수도 있다.

폴링 가능한 단말이 PC로부터 폴을 받은 경우에는 단지 하나의MAC 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit : MPDU)만 송신이 가능하다. 추가로 송신을 원할 경우에는 다시 폴을 받을 때까지 대기해야 한다. 만일 특정 데이터 송신이 비정상적으로 끝난다면 단말은 PC에 의해 폴을 받을 때까지 재전송을 수행하지 않을 수 있다. 그러므로, 상기 PCF는 단말이 정상적으로 데이터를 송신할 수 있는 기회를 제공하기 위해 CFM(Contention Free Mechanism)을 제공한다.

따라서, IEEE 802.11e 규격에 따르는 Enhanced-DCF는 CW(Contention Window)의 조정을 통해 QoS를 개선하고자 한다. 즉, CW 동안 많은 스테이션들이 네트워크 접속을 위해 경합을 벌인다. 충돌을 피하기 위해, MAC 프로토콜은 각 스테이션이 우선 2진 랜덤 백오프(Binary Random Backoff)에 의해 선택된 CW 기간 동안 대기하기를 요구한다.

그리고 상기 2진 랜덤 백오프에 의해 선택된 CW 기간으로 인해 스테이션간 충돌 가능성은 저하된다.

여기에, 상기 EDCF는 특정 스테이션에 높은 우선순위를 주기 위해 CW를 사용한다. 즉, 특정 스테이션에 짧은 CW을 제공함으로써 높은 우선순위를 부여하고, 결과적으로 대부분의 경우 우선순위가 높은 단말이 우선순위가 낮은 단말보다 먼저 데이터를 전송하게 된다.

또한 상기 QoS는 사용자에 대한 서비스 품질의 측정 수단이다. 그리고 QoS를 측정하는 주요 수단으로는 메시지 손실(message loss), 메시지 지연(message delay), 네트워크 이용도(network availability) 등이 있다.

그리고 패킷 네트워크 상에서 시간에 민감한(음성이나 Video 같은) 데이터 응용 트래픽의 전송은 지연(delay), 지연 지터(delay jitter), 그리고 에러율 (error rates)을 만족시키는 조건을 요구한다.

이상으로 상기한 무선 매체 접속 방식(DCF, PCF, EDCF)을 QoS 관점에서 검토하면, DCF 방식은 프레임 송신 전에 Binary-Random Backoff를 수행하므로 프레임지연이 발생한다.

그리고 상기 DCF를 보완한 EDCA 방식은 음성 프레임에 대해 DATA 프레임 보다 짧은 CONTENTION WINDOW(CW)를 제공하여 우선순위를 부여할 수 있지만 여전히 Backoff를 수행하므로 프레임 지연이 발생한다.

또한, 상기 PCF 방식은 CFP(Contention Free Period) 내에서 폴링(polling)에 의해서만 WLAN 단말이 프레임을 전송할 수 있으므로 프레임 지연이 발생한다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 무선랜 기능을 가진 VoIP(Voice-over-IP) 시스템에서 무선 링크 구간의 음성 프레임을 전송할 때 백오프(backoff) 및 폴링(polling)을 수행하지 않고 무경쟁을 통한 전송 지연을 줄이는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법의 특징은 (a) 무선랜(Wireless Local Area Network : WLAN) 단말을 통해 음성정보를 얻는 단계와, (b) 무선랜 단말과 접근 포인트(Access Point : AP) 간에 예약번호(Reservation Number : RN) 설정 절차에 의해 상기 RN을 설정, 변경 및 제거 중 어 느 하나를 수행하는 단계와, (c) 무선 링크 구간에 음성 프레임의 발생 주기마다 상기 수행을 통해 구해진 예약 정보를 포함한 음성 QoS 프레임을 전송하는 단계와, (d) 수신한 상기 음성 QoS 프레임이 포함하는 예약 주기에 기반하여 예약 시간을 설정하는 단계를 포함하는데 있다.

바람직하게 상기 (a)단계는 무선랜 MAC(Medial Access Control)의 상위 계층으로부터 음성 프레임의 생성 주기 및 재생 구간을 제공받는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (b)단계에서 RN의 설정은 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 결합 요청 프레임을 이용하여 상기 AP에 RN 설정을 요구하는 단계와, 상기 AP가 예약 리스트를 확인하고 RN을 할당하는 단계와, 상기 AP가 결합 응답 프레임을 이용하여 MT가 설정된 RN을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 결합 요청 프레임은 음성 특성 정보인 생성 주기 및 재생 주기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 AP는 예약 리스트에 등록된 예약 주기와 전달 기간을 이용하여 예약 중복이 없도록 할당하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (b)단계에서 RN의 변경은 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 재결합 요청 프레임을 이용하여 AP에 RN 설정 변경을 요구하는 단계와, 상기 AP가 예약 리스트를 확인하고 새로운 RN을 할당하는 단계와, 상기 AP가 재결합 응답 프레임을 이용하여 MT가 변경된 RN을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 재결합 요청 프레임은 RN 및 음성 정보 중 적어도 하나 이 상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (b)단계에서 RN의 제거는 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 재결합 요청 프레임을 이용하여 AP에 RN 제거를 요구하는 단계와, 상기 AP가 예약 리스트에서 RN을 제거하는 단계와, 상기 AP가 재결합 응답 프레임을 전송하여 MT가 제거된 RN을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 재결합 응답 프레임은 0을 가진 RN을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (c)단계는 첫 번째 프레임의 예약 주기 값은 백오프(backoff)를 통하여 지연된 만큼 차감하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (c)단계는 상기 예약 정보를 포함하지 않은 프레임을 전송하는 MT는 예약 시간의 잔여 시간이 자신이 전송한 프레임의 전송 요구 시간보다 작을 경우 전송을 포기하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (c)단계는 상기 예약 정보를 포함하지 않은 프레임을 전송하는 MT는 예약 시간의 잔여 시간이 0(zero)일 경우 DCF(Distributed Coordination Function) 기능에 따라 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (c)단계는 예약 정보를 포함한 프레임을 전송하는 MT는 마지막 프레임에서는 예약 시간을 0(zero)으로 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 (d)단계는 상기 예약 정보를 포함한 프레임을 수신한 MT는 예약 시간을 설정하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따라 무선 링크 구간에서 음성 프레임에 대해 QoS 기능을 수행하는 무선랜 시스템의 구성도이다.

도 1과 같이, 무선랜 시스템은 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)(120,130)과, 접근 포인트(Access Point : AP)(110)로 구성된다.

이때, 상기 모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)(120,130)은 무선 링크를 통해 접근 포인트(Access Point : AP)(110)와 베이직 서비스 셋(Basic Service Set : BSS)(100)을 이뤄 무선랜에 연결되어 있고, 상기 AP(110)는 인터넷 백본(Internet backbone : IB)(140)에 연결되어 있다.

그리고 정보 전달은 MT(120,130)에서 AP(110)를 거쳐 IB(140)에 전달되는 업-스트림(Up-stream) 및 IB(140)에서 AP(110)를 거쳐 MT(120,130)로 전달되는 다운-스트림(Down-stream)이 가능하다.

또한, 상기 MT(120,130)와 AP(110)는 매체 접속 관리 기능으로 IEEE 802.11-1999 규격을 따르는 DCF(Distributed Coordination Function)(111,121,131)와, 본 발명에 의한 주기적 매체 예약 타이머(Periodic Media Reservation Timer : PMRT)(112,122,132)방식을 이용한다.

그리고 상기 동일 BSS(100)내의 MT(120,130)는 프레임 발생 주기가 동일한 음성 코덱을 탑재한다.

이때, 상기 MT(120,130)는 예약 시간(Reservation Timer : RTimer)(123,133)을 보유하여 예약 프레임의 생성 주기 정보를 관리하고, 상기 AP(110)는 RTimer(114) 및 예약 번호 리스트(Reservation Number List : RNList)(113)를 보유하여 AP에 접속되어 있는 MT들의 예약 상태를 관리한다.

또한, 음성 프레임을 전송하는 MT(120)는 음성 QoS 프레임 전송 전에 AP(110)와 QoS 정보를 포함한 프레임들을 교환한 후, 음성 QoS 프레임을 전송할 수 있는 예약 번호(Reservation Number : RN)를 할당 받아 프레임을 전송한다. 그리고 음성 프레임을 전송하지 않는 MT(130)는 음성 QoS 프레임을 수신하면 RTimer(133)를 동작시킨다.

그리고 상기 AP(110)는 RN 목록(RNList)(113)만을 관리하며 음성 QoS 프레임 교환 및 예약 과정에는 관여하지 않는다.

음성 QoS 프레임 전송 및 예약 상태 관리 방법은 도 2와 도 4, 도 5 및 도 6을 이용하여 좀 더 자세히 기술한다.

도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 예약 번호 관리를 위한 예약 프레임 교환 절차를 나타낸 도면으로, 도 2a는 RN 관리 방법에서 RN 할당을, 도 2b는 RN 관리방법에서 RN 변경을, 그리고 도 2c는 RN 관리 방법에서 RN 제거에 따른 프레임 교환 철차를 나타내고 있다.

먼저, 도 2a를 참조하여 RN 할당(210)을 위한 프레임 교환 절차를 설명하면 다음과 같다.

MT(211)는 송신해야 할 음성 QoS 프레임이 있을 경우 AP(212)에 결합 요청 (Association Request) 프레임에 PRR(Periodic Reservation Request) 필드(213)를 삽입하여 전송한다. 이러한 프레임을 수신한 AP(212)는 자신이 보유한 RNList(113)를 참조하여 적당한 RN을 할당한 후 결합 응답(Association Response) 프레임에 할당된 RN(214)을 삽입하여 전송한다.

다음으로 도 2b를 참조하여 RN 변경(220)을 위한 프레임 교환 절차를 설명하면 다음과 같다.

RN 변경 또는 음성 특성의 변화에 따른 새로운 RN 할당이 필요한 MT(221)는 AP(222)에 재결합 요청(Reassociation Request) 프레임에 PRCR(Periodic Reservation Change Request) 필드(223)를 삽입하여 전송한다. 이러한 프레임을 수신한 AP(222)는 자신이 보유한 RNList(113)를 참조하여 새로운 RN을 할당한 후 재결합 응답(Reassociation Response) 프레임에 RN(224)을 삽입하여 전송한다.

다음으로 도 2c를 참조하여 RN 재거(230)를 위한 프레임 교환 절차를 설명하면 다음과 같다.

MT(231)는 송신해야 할 음성 프레임이 있을 경우 AP(232)에 재결합 요청 (Reassociation Request) 프레임에 PRRR(Periodic Reservation Remove Request) 필드(233)를 삽입하여 전송한다. 이러한 프레임을 수신한 AP(232)는 자신이 보유한 RNList(113)를 참조하여 해당 RN을 제거한 후 재결합 응답(Reassociation Response) 프레임(234)에 RN 필드(234)를 '0'으로 설정하여 전송한다.

도 3 은 본 발명에 따른 예약 프레임 교환 절차에 사용되는 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.

도 3과 같이, 상기 RN 값을 설정하기 위해 AP와 사용하는 프레임은 IEEE 802.11 표준의 결합(Association) 및 재결합(Reassociation) 프레임을 이용하며, RN 설정을 위해 PRR(Periodic Reservation Request 필드(310), 예약 번호 필드(320), PRCR(Periodic Reservation Change Request) 필드(330), PRRR(Periodic Reservation Remove Request) 필드(340)를 추가한다.

또한, 상기 RN을 할당 받기 위해서는 결합 요청 프레임에 PRR 필드(310)를 삽입하여 전송하게 되며, 이 필드의 형태는 RN 요청(360) 필드 구조를 가진다.

이때 요소(Element) ID(361)는 32가 되며, RN 요청(360) 필드에는 음성 프레임의 전송 주기를 나타내는 예약 주기(Reservation Interval)(362) 필드와 하나의 음성 프레임 전송에 필요한 시간을 나타내는 전달 기간(Transmission Duration)(363) 필드가 있다.

그리고 상기 RN 할당을 요청 받은 AP는 결합 응답 프레임에 RN 필드를 삽입하여 전송하게 되는데, 이 필드의 형태는 RN 응답(370) 필드 구조를 가진다. 이때 요소 ID(371)는 33이 되고, 할당된 RN은 예약 번호(372) 필드에 나타난다. 또한 할당에 실패하였을 경우에는 RN 값은 0을 가진다.

한편 상기 RN을 변경하거나 예약 주기 또는 전송 시간에 변화가 있을 때 MT는 재결합 요청 프레임에 PRCR(Periodic Reservation Change Request) 필드(330)를 삽입하여 전송하게 되며, 이 필드의 형태는 RN 요청(360) 또는 RN 응답(370) 필드의 조합 구조를 가진다.

먼저 RN 만을 변경할 경우에는 RN 응답(370) 필드 구조를 사용하여 요소 ID(371)에는 34, 예약 번호(372) 필드에는 기존에 할당 받은 RN 값을 설정하여 전송한다.

그리고 음성 프레임의 특성 변화에 따라 예약 주기와 전송 시간을 변경하고자 할 경우에는 RN 응답(370)과 RN 요청(360) 필드를 모두 삽입한다. 이때, 삽입 순서는 RN 응답(370), RN 요청(360) 필드 순으로 한다.

즉, 상기 RN 응답(370) 필드는 요소 ID(371)에는 35, 예약 번호(372) 필드에는 기존에 할당 받은 RN 값을 설정하고, RN 요청(360) 필드에는 요소 ID(361)는 32가 되며 변화된 예약 주기(362) 필드와 전달 기간(363)을 설정하여 전송한다.

그리고 RN 변경 요청을 수신한 AP는 재결합 응답 프레임에 RN 필드를 삽입하여 전송하게 되는데, 이 필드의 형태는 RN 응답(370) 필드 구조를 가진다. 이때 요소 ID(371)는 33이 되고, 할당된 RN은 예약 번호(372) 필드에 나타난다. 또한 할당에 실패하였을 경우에는 RN 값은 0을 가진다.

한편 할당된 RN 제거를 위해서는 재결합 요청 프레임에 PRRR(Periodic Reservation Remove Request) 필드(340)를 삽입하여 전송하게 되며, 이 필드의 형태는 RN 응답(370) 필드의 조합 구조를 가진다. 이때 RN 응답(370) 필드의 요소 ID(371)에는 36, 예약 번호(372) 필드에는 기존에 할당 받은 RN 값을 설정하여 전송한다.

그리고 RN 제거 요청을 수신한 AP는 재결합 응답 프레임에 RN 필드를 삽입하여 전송하게 되는데, 이 필드의 형태는 RN 응답(370) 필드 구조를 가진다. 이때 요 소 ID(371)는 33이 되고, 제거된 RN은 예약 번호(372) 필드에 나타난다. 이때 제거에 실패하였을 경우에는 RN 값은 0을 가진다.

도 4는 본 발명에 따른 무선 링크를 음성 프레임의 생성 주기에 따른 예약 방법을 나타낸 도면이다.

도 4와 같이, 음성 QoS 프레임을 전송하는 RMT(Reserved MT)(410)는 최초 음성 QoS 프레임의 전송을 원하는 시점(412)에 무선 매체의 사용 여부를 조사하여 전송하는 일반적인 DCF 전송 방식에 따라 첫 번째 음성 QoS 프레임을 전송한다.

다음 두 번째 전송 시점은 상기 첫 번째 전송을 원했던 시점(음성 데이터가 발생한 시점)에서 AP에 예약했던 예약 주기(413) 후에 발생 한다. 그러므로 상기 첫 번째 음성 프레임 헤더에 설정될 예약 주기(Reservation Interval)(413)값은 AP에 예약된 예약 주기 값을 가진다.

이때, 상기 DCF 기능을 사용하여 전송하는 첫 번째 음성 QoS 프레임 전송에서 백오프(backoff)에 의한 전송 지연이 발생하였다면 삽입되는 예약 주기(413) 값은 지연된 시간의 차 만큼이 된다.

그리고 상기 두 번째 음성 QoS 프레임부터는 예약 주기(413) 값에 AP에 예약된 주기와 동일한 값이 설정되며 백오프(backoff) 기능 없이 바로 전송이 가능하다.

마지막 음성 QoS 프레임 전송에는 예약 주기(413) 값을 0으로 한다.

음성 QoS 프레임을 전송하지 않는 일반 MT(420)가 음성 QoS 프레임을 수신하면, DCF 기능에서와 같은 NAV(422) 값을 설정하고 다음 전송을 대기한다. 그리고 헤더에 포함된 예약 주기(413) 값을 참조하여 예약 시간(Reservation Timer : RTimer)(423)을 동작 시킨다.

또한, 상기 NAV(422)가 종료하면 DCF 기능에 따라 원하는 데이터 전송을 시작할 것이다(424).

다음 데이터 전송에 필요한 시간(427)이 남은 예약 시간(426)보다 클 경우에는 전송을 포기한다.

도 5 는 본 발명에 따른 음성 프레임 교환 절차에 사용되는 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.

도 5와 같이, IEEE 802.11 데이터 프레임 규격에 예약 주기를 나타내는 예약 주기(510) 필드를 추가로 가진다. 상기 예약 주기(510)는 다음 예약 프레임의 전송까지 남은 시간을 알려준다.

이와 같이, 본 발명은 주기적 매체 예약 타이머(Periodic Media Reservation Timer : PMRT) 방식을 이용한 무선 링크의 이용 방법으로, 상기 PMRT 방식은 음성 프레임 전송이 요구되는 단말이 접근 포인트(Access Point : AP)에 예약 주기와 구간을 통지하여 예약 번호(Reservation Number : RN)를 할당 받고, 음성 프레임 전송이 필요한 시점에 프레임 헤더에 예약 전송 주기(Reservation Interval : RI)를 설정하여 전송한다. 이러한 RI 필드를 포함한 음성 프레임을 음성 QoS 프레임이라고 한다.

그리고 동일 BSS내의 모든 무선 단말은 이러한 음성 QoS 프레임을 수신하면 RI값에 따라 예약 타이머(Reservation Timer : RTimer)를 설정하고 이에 맞추어 예 약된 시간에는 전송을 회피한다.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 최적 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법은 정해진 시간에 음성 프레임을 방해 없이 전송하는 것이 가능하므로, 프레임delay(지연시간)및 jitter를 줄여 무선 전송 구간에서의 QoS를 개선할 수 있다.

또한, 무선랜 기능을 가진 VoIP(Voice-over-IP) 시스템에서 무선 링크 구간의 음성 프레임 전송 지연 및 지터(jitter)를 감소시키므로, 무선 링크 구간의 QoS를 향상시킬 수 있다.

Claims

(a) 무선랜(Wireless Local Area Network : WLAN) 단말을 통해 음성정보를 얻는 단계와,

(b) 무선랜 단말과 접근 포인트(Access Point : AP) 간에 예약번호(Reservation Number : RN) 설정 절차에 의해 상기 RN을 설정, 변경 및 제거 중 어느 하나를 수행하는 단계와,

(c) 무선 링크 구간에 음성 프레임의 발생 주기마다 상기 수행을 통해 구해진 예약 정보를 포함한 음성 QoS 프레임을 전송하는 단계와,

(d) 수신한 상기 음성 QoS 프레임이 포함하는 예약 주기에 기반하여 예약 시간을 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (a)단계는

무선랜 MAC(Medial Access Control)의 상위 계층으로부터 음성 프레임의 생성 주기 및 재생 구간을 제공받는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계에서 RN의 설정은

모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 결합 요청 프레임을 이용하여 상기 AP에 RN 설정을 요구하는 단계와,

상기 AP가 예약 리스트를 확인하고 RN을 할당하는 단계와,

상기 AP가 결합 응답 프레임을 이용하여 MT가 설정된 RN을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 결합 요청 프레임은 음성 특성 정보인 생성 주기 및 재생 주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 AP는 예약 리스트에 등록된 예약 주기와 전달 기간을 이용하여 예약 중복이 없도록 할당하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 결합 응답 프레임은 할당된 RN을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계에서 RN의 변경은

모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 재결합 요청 프레임을 이용하여 AP에 RN 설정 변경을 요구하는 단계와,

상기 AP가 예약 리스트를 확인하고 새로운 RN을 할당하는 단계와,

상기 AP가 재결합 응답 프레임을 이용하여 MT가 변경된 RN을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 재결합 요청 프레임은 RN 및 음성 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (b)단계에서 RN의 제거는

모바일 터미널(Mobile Terminal : MT)이 재결합 요청 프레임을 이용하여 AP에 RN 제거를 요구하는 단계와,

상기 AP가 예약 리스트에서 RN을 제거하는 단계와,

상기 AP가 재결합 응답 프레임을 전송하여 MT가 제거된 RN을 확인하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데 이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 AP는 예약 리스트에서 RN을 제거하는 것을 특징으로 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 재결합 응답 프레임은 0을 가진 RN을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계는

첫 번째 프레임의 예약 주기 값은 백오프(backoff)를 통하여 지연된 만큼 차감하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 예약 정보를 포함하지 않은 프레임을 전송하는 MT는 예약 시간의 잔여 시간이 자신이 전송한 프레임의 전송 요구 시간보다 작을 경우 전송을 포기하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주 기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계는

상기 예약 정보를 포함하지 않은 프레임을 전송하는 MT는 예약 시간의 잔여 시간이 0(zero)일 경우 DCF(Distributed Coordination Function) 기능에 따라 전송하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (c)단계는

예약 정보를 포함한 프레임을 전송하는 MT는 마지막 프레임에서는 예약 시간을 0(zero)으로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 (d)단계는

상기 예약 정보를 포함한 프레임을 수신한 MT는 예약 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선랜에서 주기적 전송 특성을 가진 QoS 요구 데이터를 위한 주기적 매체 예약 타이머 방법.