KR100825542B1 - 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 시스템에 있어서, 무선링크 프로토콜을 이용한 데이터 서비스의 전송속도를 보장할 수 있도록 무선 구간에서 발생할 수 있는 전송 에러에 대해서 상위 계층인 전송제어프로토콜(TCP)이 불필요한 혼잡제어 메커니즘을 동작시켰을 때 이를 신속하게 복귀할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템은, 상위 패킷 서빙 노드로부터 수신되는 패킷 데이터를 수신 및 저장하는 제어수단이 하위의 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단을 통해서 이동국으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 경우, 상기 이동국으로부터의 동일 시퀀스에 의한 반복적인 재 전송 요청에 따라 비트 에러 가능성을 전달받아, 상기 제어 수단이 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 이동 통신 시스템에서 데이터 호 연결 프로토콜을 나타내는 도면.
도 2는 종래 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 블록을 나타낸 도면.
도 3은 종래 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 방법을 나타낸 플로우 챠트.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 블록 구성도.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
210...데이터 수신블록
220...제어블록
230...무선링크프로토콜 프로세싱 블록
240...이동국
본 발명은 이동통신 시스템에 있어서, 특히 무선 링크 프로토콜(RLP: Radio Link Protocol)을 이용한 데이터 서비스의 전송속도를 보장하고 성능을 향상시키는 방법에 관한 것이다. 상세하게는, 무선구간에서 발생할 수 있는 전송에러에 대해서 상위 계층(Layer)인 전송제어프로토콜(TCP: Transmission Control Protocol)이 불필요한 혼잡제어(Congestion Control) 메커니즘을 동작시켰을 때 신속하게 복귀시켜 신뢰성 있는 패킷 데이터 서비스를 유지할 수 있도록 한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 무선환경은 유선환경에 비해 전송손실이 많이 존재하는 구간이다. 전송제어프로토콜(TCP)은 인터넷에서 다양한 네트워크에 적용 가능하며 신뢰성 있는 데이터 전송을 위하여 널리 이용되는 프로토콜이다.
그러나 무선환경에서의 전송제어프로토콜의 성능은 기존 유선환경에 비해 급격히 떨어진다. 전송제어프로토콜의 프로토콜 특성상 비트 에러 율이 높고, 페이딩(fading)과 핸드오프(handoff) 등으로 인한 경로변경, 가변적인 대역폭을 가지는 무선환경에서 발생하는 데이터손실을 네트워크 혼잡에 의한 것으로 판단하고 혼잡제어(congestion control) 메커니즘을 동작시켜 전송 윈도우 크기를 줄여서 종단간의 TCP 성능을 떨어뜨리기 때문이다.
즉, 무선망에 대해서 TCP에 대해 불필요한 혼잡제어를 동작시키지 않도록 프 로토콜을 직접 수정하지 않는 이상은 무선망에서 TCP의 성능저하는 어쩔 수 없는 문제로 남을 수 밖에 없다.
다시 말하면, 상위 전송제어프로토콜이 하위 네트워크 구간이 무선구간인지, 유선구간인지 구별할 수 없는 것과 마찬가지로, 하위 네트워크 구간인 무선링크프로토콜이 상위 계층이 어떤 프로토콜인지 알 수 없는 프로토콜이기 때문이기도 하다.
이러한 구성으로 인해 하위 계층인 무선링크프로토콜에서 무선구간의 전송에러를 어떠한 형태로든 상위 계층으로 전송해주지 못함으로 인해 상위 계층인 전송제어프로토콜은 전송에러를 네트워크 혼잡으로 파악하게 되어 데이터 전송을 줄임으로써 TCP간 성능이 떨어질 수 밖에 없다.
일반적으로 전송제어프로토콜(TCP)을 이용한 고속무선데이터 서비스의 데이터 프로토콜(Data Protocol)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하위 계층부터 RLP 계층, PPP(Point to Point Protocol) 계층, IP(Internet Protocol) 계층, TCP 계층, 응용 계층(Application Layer)으로 구성되어 있다.
도 1을 참조하면, 이동국(101)에서 패킷 데이터 서비스를 요청하면 기지국 시스템(102)과 무선 링크 프로토콜(RLP: Radio Link Protocol)을 설정하고, 무선 링크 프로토콜(RLP)이 설정되면 패킷 서빙 노드(PDSN: Packet Data Serving Node)(103)와 PPP(Point to Point Protocol) 링크가 설정된다.
여기서, 무선 링크 프로토콜은 무선 구간의 특성을 고려하여 데이터 전송시에 발생하는 에러율(error rate)을 줄이기 위한 방안에 따라 고안된 프로토콜로써 재 전송(NAK: Not Acknowledge) 기반 프로토콜이며, 현재 IS-95A를 위한 RLP1, IS-95B를 위한 RLP2, IS-2000을 위한 RLP3가 있다.
그리고 도 2와 같이 PPP 호를 설정하기 위해서 기지국 시스템(102)과 PSDN)(104)간의 릴레이 계층(Relay Layer)이 설정된다. 즉, 릴레이 계층은 air단 정합을 위한 IS-95 시리즈 규격에 기술된다.
이와 같이 이동국(Mobile station)(130)이 무선 데이터 서비스를 위해 접속하면, 상위 RLP 계층에서 종단 RLP간 RLP 초기화(Initialization) 과정을 거치고, 종단 PPP(즉, MS-PDSN)간 IP 할당 등의 PPP 셋업(Setup) 과정을 거친다. 이후 이동국(130)은 할당받은 IP을 가지고 이더넷(Ethernet) 망에 접속하여 여러 데이터 서비스를 제공받는다.
즉, 이동국(130)의 패킷 데이터 서비스에 따라 기지국 시스템의 데이터 수신블록(110)은 상위 패킷 서빙 노드로부터 데이터를 수신하고, RLP 프로세싱 블록(120)은 상기 데이터 수신블록(110)로부터 데이터를 전달받아 RLP 프로토콜에 맞게 처리하여 이동국(130)으로 전송하게 된다.
그리고, 패킷 데이터 전송 중 이동국으로부터 재 전송 요청이 있을 경우 임시 버퍼(RETRANSMISSION)에 저장된 해당 시퀀스에 해당하는 유실된 프레임을 재전송(REXMIT)하게 된다.
도 3을 참조하면, 데이터 수신블록이 패킷 서빙 노드(PDSN)로부터 데이터를 수신하면(S101), RLP 프로세싱 블록으로 전달한다. RLP 프로세싱 블록은 전달되는 데이터를 임시 버퍼에 저장하고(S103), RLP 프로세싱 처리를 한 후 RLP 프로토콜로 이동국에 데이터를 전송해 준다(S105,S107).
이때, RLP 프로세싱 블록은 이동국으로부터의 재 전송 발생이 있는지를 확인하고, 재전송(NAK) 요청이 없을 경우에는 PDSN으로부터 데이터를 수신하는 과정으로 진행하고(S101), 재전송(NAK) 요청이 있는 경우에는 해당 시퀀스이 RLP 데이터를 재 전송해 준다(S109,S111).
이러한 무선 패킷 데이터 서비스를 이용할 때 이동국이 제공받는 서비스에 따라 상위 프로토콜이 결정되는데, RLP 계층에서는 이러한 상위 계층의 프로토콜에 대한 정보를 알 수 없으므로, 모든 프로토콜에 대해서 동일한 우선 순위(Priority)를 가지고 데이터를 전송하게 된다. 즉, 사용자가 전송제어프로토콜을 이용한 데이터 서비스를 제공받는 경우에는 응용계층에서 사용자 데이터를 TCP/IP로 캡슐화(Capsule)화하여 PPP 프로세싱(Processing)을 거치고 무선(Air) 구간에 맞게 데이터를 분할하고 RLP 프로세싱을 거쳐 무선 인터페이스 구간으로 이동국(130)에 전송하게 된다.
여기서, RLP 계층은 재전송 기반 프로토콜(NAK based Protocol)로 순차적(sequential)인 데이터 전송 중 유실된 시퀀스(Lost Sequence)가 발생하는 경우 재전송 제어 프레임(NAK Control Frame)을 송신측(즉, 기지국 시스템)으로 보냄으로써 해당되는 시퀀스에 대한 재전송을 받는 구조로 되어 있다. 또한 수신측(즉, 이동국)에서 유실된 프레임(Lost Frame)에 대한 재전송이 또 다시 유실되는 경우를 대비하여 순환(Round) 횟수를 두어 여러 번의 재전송이 이루어지게 되어있다.
그러나 이러한 재전송이 계속 유실되면 수신측(즉, 이동국)에서는 해당 시퀀 스의 RLP 프레임을 폐기(Abort) 처리하고 상위 계층(PPP -> IP -> TCP )으로 다음 시퀀스의 RLP 프레임을 보내게 된다.
이와 같이 여러 번의 재전송(NAK)을 통해서도 유실된 RLP 프레임이 빠진 전체 데이터는 PPP단에서 CRC(Cyclic Redundancy Check) 검사를 통해 CRC 오류로 판단되며, 실제로는 PPP단에서 걸러지게 되므로 TCP/IP 단에서 전체 프레임을 받을 수 없게 된다. 이렇게 되면 TCP는 기다리고 있던 데이터를 수신하지 못하게 되어 네트워크가 혼잡한 상태라고 판단하고 혼잡제어 알고리즘을 동작시켜 전송윈도우의 크기를 줄여서 데이터송신을 줄여버리게 된다.
즉, RLP 종단간의 몇 개의 전송에러가 전체 TCP간의 혼잡제어를 유발시키는 계기가 된다. 그러나 RLP 종단간의 전송에러는 무선 구간에서는 흔히 일어나는 현상이므로 TCP의 혼잡제어는 특히 무선환경이 좋지 않은 지역에서는 다량으로 발생할 수 있어 성능저하가 유발된다.
종래의 문제점은 다음과 같다.
상위 계층인 TCP가 전송에러가 거의 없는 유선환경에 적합하도록 만들어진 프로토콜인 것에 비해, 하위 계층인 RLP는 상위 계층의 정보를 전혀 갖고 있지 않지 않으며 무선환경에 적합하도록 만들어진 프로토콜이다. 따라서 TCP와 RLP간의 통신이 없는 현재의 프로토콜 구조로서는 하위 계층인 RLP에서의 전송에러를 상위 계층인 TCP로 알려줄 수 있는 방법이 없다.
따라서 TCP에서는 전송에러가 발생하는 경우와 네트워크 혼잡이 발생하는 경우를 구별할 방법이 없기 때문에 RLP단에서의 전송에러는 곧바로 네트워크 혼잡으 로 오인되는 경우가 생길 수 있다. 이것은 앞에서도 언급했듯이 TCP의 불필요한 혼잡제어 메커니즘을 동작시키는 원인이 된다. 이것은 곧바로 전송속도를 떨어뜨리게 되며 사용자에게 신뢰성 있는 데이터 서비스를 제공할 수 없게 된다.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 무선링크프로토콜 및 무선 구간에서의 핸드오프나 비트 에러에 의한 데이터 손실이 TCP단에서 혼잡제어 메커니즘으로 동작되는 것을 방지하고 혼잡제어가 동작하더라도 신속하게 복귀시킬 수 있도록 한 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 특징은 데이터 수신 블록과 RLP 프로세싱 블록 사이에 제어 블록을 구비하여, TCP 데이터가 수신되면 수신된 데이터를 제어 블록으로 전달하고, 제어블록에서 상기 수신된 TCP 데이터를 저장한 후, RLP 프로세싱 블록으로부터 프레임 유실 가능성이 있다는 신호를 받으면 현재의 데이터 전송속도를 검사하여 필요시 상위로부터 상기 저장된 데이터를 RLP 프로세싱 블록으로 전달해 줄 수 있도록 한 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 전송 제어 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 특징은 RLP 프로세싱 블록에서 RLP 처리 시 특정 RLP 시퀀스의 패킷 유실을 예측하는 기능을 수행하여, 패킷 유실 가능성이 있는 경우, 제어블록으로 해당 사실을 통보하도록 한 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 전송 제 어 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템은,
상위 패킷 서빙 노드로부터 수신되는 패킷 데이터를 수신 및 저장하는 제어수단이 하위의 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단을 통해서 이동국으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 경우, 상기 이동국으로부터의 동일 시퀀스에 의한 반복적인 재 전송 요청에 따라 비트 에러 가능성을 전달받아, 상기 제어 수단이 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 무선링크프로토콜 프로세싱 수단은, 이동국으로부터 동일 시퀀스에 대한 재전송 요청이 일정 기준 횟수 이하이면 무선 링크 프로토콜 과정에 따라 해당 무선링크프로토콜 프레임을 이동국에 재 송신하고, 일정 기준 횟수 이상이면 해당 무선링크 프레임의 유실 가능성을 예측하여 상위 제어수단으로 알려주는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어 수단은 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단으로부터 무선링크프로토콜 과정의 결과에 따라 동일 시퀀스에 대한 비트 에러 가능성을 통보 받아, 현재의 데이터 레이트에 따라 데이터의 유실과 전송제어프로토콜의 혼잡제어가 동작하는 지를 함께 검사하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 패킷 데이터 전송 제어 시스템은, 상위 패킷 서빙 노드로부터 패킷 데이터를 수신하는 데이터 수신수단 과; 상기 수신된 데이터를 저장 및 하위 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 전송한 후, 현재의 데이터 레이트 변동에 따라 혼잡 제어 메커니즘의 동작을 제어하기 위해 상기 저장된 데이터를 하위 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 재 전송하는 제어 수단과; 상기 제어 수단으로부터 전달받은 패킷 데이터를 무선링크프로토콜에 맞게 무선 인터페이스로 이동국에 송신하고 이동국의 재 전송 요청에 대해 카운트하여 비트 에러 가능성 여부를 상기 제어수단에 통보하는 무선링크프로토콜 프로세싱 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어 수단은 상위 패킷 서빙 노드로부터 수신 받은 데이터의 이상 유무를 판단하여 데이터를 데이터 저장부에 미리 저장하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 무선링크프로토콜 프로세싱 수단은 이동국으로부터 재 전송 요청을 카운트하여 동일 시퀀스의 반복적인 발생 여부를 검사한 후, 일정 기준 횟수 이상 발생할 경우 제어 수단으로 비트 에러 가능성을 통보하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어 수단은 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로부터의 통보되는 비트 에러 가능성이 존재하는 시점부터 현재의 데이터 레이트를 모니터링하여 상기 데이터 레이트의 변동에 따라 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어수단은 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘의 동작으로 판단되면, 상기 이동국과 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 가상적인 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 이동국과 상위 서버로 보내는 가상적인 신호는 ICMP로 일정 시간 간격으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어수단은 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡 제어 메커니즘이 동작한다고 판단되면 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 상기 데이터 저장부에 저장된 TCP/IP 데이터를 전달하여 이동국으로 전송되도록 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 패킷 데이터 전송 제어 방법은, 상위 패킷 서빙 노드로부터 패킷 데이터를 수신하는 데이터 수신단계; 상기 수신된 패킷 데이터를 제어수단이 저장하고 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 전달하는 단계; 상기 무선링크프로토콜 프로세싱 수단이 전달받은 데이터를 해당 프로토콜에 맞게 이동국으로 전송하는 단계; 상기 이동국으로부터 재 전송 요청시 동일 시퀀스에 대한 재 전송 요청이 일정 기준치 이상 발생하는 지를 판단하여 비트 에러 가능성 여부를 제어수단으로 통보하는 단계; 상기 제어수단이 비트 에러 가능성이 존재하는 시점부터 현재의 데이터 레이트를 모니터링하여 데이터 레이트의 변동에 따른 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘이 동작하면 상기 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 이동국의 패킷 데이터 서비스 요청시, 무선링크프로토콜 셋업 과정을 거친 후 PPP 셋업 과정시 상기 이동국의 IP를 검출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어수단에 의한 상기 저장된 패킷 데이터의 재 전송은 현재의 데이터 레이트를 검사한 후, 현재의 데이터 레이트가 지정된 데이터 레이트 보다 작으면 상기 저장된 데이터를 도출하여 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 수단으로 전달해 주는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 혼잡 제어가 동작한다고 판단되면 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 도출하여 RLP 프로세싱 수단을 통해 이동국으로 자동 전달되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 이동국으로부터 NAK 발생시 지정된 레이트 보다 작거나 혼잡 제어 메커니즘이 동작하면 상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호(PING)를 전송하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호는 ICMP(Internet Control Message Protocol)를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호는 일정시간 동안 일정 시간 간격으로 지속적으로 전송되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 제어 수단이 비트 에러 가능성이 존재하는 시점에서 현재의 데이터 레이트를 모니터링한 후, 일정 시간 동안 혼잡제어 메커니즘이 동작하지 않는다고 판단되면 모든 모니터링을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명 실시 예에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 상위 패킷서빙노드로부터 데이터를 수신하는 데이터 수신블록(210)과, 상기 데이터 수신블록부터 전달받은 데이터를 데이터 저장부(221)에 저장하고 전송제어프로토콜(TCP) 프로세싱 블록으로 새로운 데이터와 데이터 레이트 검사 결과에 따라 상기 저장된 데이터를 전달해 주는 제어블록(220)과, 상기 제어블록부터 전달받은 데이터를 무선링크프로토콜(RLP)에 맞게 이동국(240)으로 전송하며 기준 횟수 이상의 재 전송 요청이 발생할 경우 비트 에러 가능성을 상위 제어블록으로 전달하는 무선링크프로토콜 프로세싱블록(230)과, 전송제어프로토콜(TCP) 프로세싱 블록으로부터 데이터를 수신하고 수신받지 못한 시퀀스 넘버에 대해서는 상위 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록으로 재전송을 요청하는 이동국(240)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 데이터 수신블록(210), 제어블록(220), RLP 프로세싱 블록(230)은 인터넷과 접속하는 패킷서빙노드(PDSN)와 이동국(240) 사이에 위치한 기지국 시스템(BSS: Base Station System)에 포함된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하면 이동국(240)은 패킷 데이터 서비스를 요청을 위해 기 지국 시스템과 무선링크프로토콜(RLP) 초기화 과정을 거치게되며, 무선링크프로토콜(RLP) 초기화 과정을 거친 이동국이 패킷 서빙 노드에 접속하여 PPP 셋업 과정을 수행한다. 이때 기지국 시스템은 이동국의 IP를 검출한다.
이러한 이동국의 IP 주소는 비트 에러 발생시 이동국으로 가상 PING 데이터를 보낼 수 있다. 여기서, PING(Packet Internet Grouper) 데이터는 TCP로 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호 즉, 현재의 네트워크는 혼잡하지 않는다는 것을 알려주는 정보이다. 이러한 PING는 IP와 ICMP로 이루어져 있다.
그리고, 혼잡 제어를 중지시키기 위한 가상적인 신호는 ICMP를 이용하여 상위 서버 및 이동국으로 전송된다. 상기 ICMP(Internet Control Message Protocol)는 IP 계층의 한 부분으로 보통 IP 보다 상위 계층인 TCP나 UDP(User Datagram Protocol)에 의해 이용된다.
이후, 이동국(240)은 할당받은 IP로 패킷 서빙 노드(PDSN: Packet Serving Data Node)를 통해서 상위 서버로부터 데이터 서비스를 받게 된다.
구체적으로 설명하면, 패킷 데이터 전송 제어를 위해서 기지국 시스템에는 데이터 수신블록(210), 제어블록(220), 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)을 포함한다.
상기 데이터 수신블록(210)은 상위 패킷 서빙 노드(PSDN)로부터 패킷 데이터(NEW DATA)를 수신하며, 수신된 데이터를 제어블록(220)으로 전달한다. 상기 제어블록(220)은 수신 받은 데이터를 데이터 저장부(221)에 저장하고 상위 데이터 수신블록(210)으로부터 전달받은 데이터(NEW DATA)를 무선링크프로토콜(RLP) 프로 세싱 블록(230)으로 전달해 준다.
그리고, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)은 RLP 프로토콜에 맞게 데이터를 분할하여 이동국(240)으로 무선 인터페이스를 통해서 전송(TXMIT)하므로, 이동국(240)은 패킷 데이터 서비스를 제공받게 된다.
이때, 이동국(240)은 RLP 프로세싱 블록(230)으로부터 수신 데이터 중 시퀀스 넘버를 참조하여 순차적인 데이터 중 유실패킷이 존재하는 경우 상기 RLP 프로세싱 블록(230)으로 재전송(NAK) 기반 프로토콜을 이용하여 유실된 시퀀스 넘버를 알려준다.
그러면, RLP 프로세싱 블록(230)은 임시버퍼(RETRANSMISSION)에 저장된 해당 시퀀스 넘버에 해당하는 프레임을 이동국(240)으로 재전송(REXMIT)해 준다. 즉, NAK가 발생하는 경우 해당 무선링크프로토콜(RLP) 프레임을 재 송신하는 일련의 무선링크프로토콜(RLP) 과정을 수행하게 되는데, NAK 발생시 마다 해당 시퀀스의 기준 카운트 값을 두어 동일 시퀀스의 반복적인 NAK 발생이 있을 경우 카운트 값을 증가시켜 주면서 RLP 프레임을 재 전송해 준다.
이때, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)은 미리 정해진 NAK 반복(NAK-ROUND) 특성을 갖고 있어, 동일 시퀀스의 NAK가 일정 기준치만큼 발생한다면 해당 RLP 프레임은 유실 가능성이 있다고 판단하고, 상위 제어블록(220)으로 비트 에러 가능성을 알려준다.
상기 제어블록(220)은 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)으로부터 비트 에러 가능성에 대한 메시지를 수신 받으면 비트에러 가능성이 존재하는 시점 에서 데이터 레이트 검사부(222)를 이용하여 현재의 데이터 레이트(Data rate)를 계속적으로 모니터링하여 상기 데이터 레이트의 변동에 따라 전송제어프로토콜(TCP) 단에서의 혼잡 제어 메커니즘이 동작하는지를 검사한다.
그리고, 일정 시간 동안 혼잡 제어 메커니즘이 동작하지 않으면 모든 모니터링을 중지하고, 일정시간 동안 모니터링 했을 때 혼잡제어가 동작한다고 판단되면 상기 데이터 저장부(221)에 저장된 PPP 데이터를 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)으로 전달해 주고, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)은 이동국(240)에서 재전송 요청이 없더라도 재 전송하도록 해 준다.
또한 데이터를 재 전송한 이후에 데이터 레이트를 모니터링하여 혼잡제어가 발생하지 않는다고 판단되면, PING과 미리 저장된 PPP 데이터의 송신을 중지하고 계속해서 혼잡제어가 발생하면 PING 데이터를 일정시간 동안 일정간격으로 꾸준히 상위 계층과 이동국(240)으로 송신하게 된다.
도 5는 본 발명 실시 예에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
먼저, 데이터서비스를 요청하는 이동국(240)은 기지국 시스템(BSS)과 RLP 초기화 과정을 거친 후, 패킷 서빙 노드와 PPP 셋업 단계를 진행한다. 이때 기지국 시스템은 이동국의 IP를 검출한다.
이동국에서 할당받은 IP로 데이터 서비스를 이용하는 경우, 데이터 수신 블록은 상위 패킷 서빙 노드로부터 데이터를 수신하고 데이터의 이상유무를 판단(PPP Layer의 CRC 검증)하여 데이터 저장부에 미리 저장해둔다(S201,S203). 이는 비트 에러 발생시 마지막 PPP 즉, TCP/IP 데이터를 이동국으로 재 전송하기 위한 것이다.
그리고, 제어블록(220)은 상위로부터 받은 데이터(NEW DATA)를 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(220)으로 전달하고, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(230)은 전달받은 데이터를 임시 버퍼에 저장하고 무선링크프로토콜(RLP)에 맞게 이동국(230)으로 송신하게 된다(S205,S207).
이때, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록(220)은 이동국으로부터 재 전송이 발생하는지를 확인하고(S209), 재 전송이 발생하는 경우 해당 RLP 프레임을 재송신하는 일련의 RLP 과정을 수행한다. 그러나 재 전송이 발생하지 않을 경우에는 S201단계를 수행한다.
이때, 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록은 재전송 발생시 해당 시퀀스의 카운트 값을 증가하고(S211), 증가된 해당 시퀀스의 재 전송 요청(NAK) 카운트 값이 일정 기준치(NAK_ROUND=N)와 비교하게 된다(S213).
그리고, 동일 시퀀스의 재 전송 요청(NAK)이 일정 기준치 이하까지는 해당 시퀀스의 RLP 데이터를 재 전송해 주며(S215), 단계 S209를 진행한다.
이때, 동일한 시퀀스의 반복적인 재전송 요청이 있는지를 검사하고, 동일 시퀀스의 재전송 요청이 일정 기준치(미리 정해진 NAK_ROUND=N)만큼 발생한다면, 해당 RLP 프레임은 유실 가능성이 있다고 판단한다. 유실 가능성이 있다고 판단되는 시점에 제어블록으로 비트에러 가능성을 알려준다.
그러면, 제어블록은 비트에러 가능성이 존재하는 시점에서 현재의 데이터 레 이트를 계속적으로 모니터링해서 전송제어프로토콜(TCP) 계층에서의 혼잡제어 메커니즘이 동작하는지를 검사한다(S217).
상기 모니터링 결과 일정 시간 동안 지정된 레이트 보다 작은가를 확인한 후(S219), 지정된 데이터 레이트보다 작지 않을 경우 즉, 일정시간동안 혼잡제어가 동작하지 않는다고 판단되면 모든 모니터링을 중지한다.
그러나, 일정시간동안 모니터링 했을 때 지정된 데이터 레이트 보다 작을 경우, 혼잡제어가 동작한다고 판단되면, 제어블록은 이동국과 상위 서버로 가상 PING 데이터를 ICMP로 송신하고, 동시에 데이터 저장부에 마지막으로 저장된 PPP 데이터를 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 블록으로 보내어 이동국이 재전송 요청이 없더라도 재 전송한다(S221).
여기서, 이동국으로의 가상 PING 데이터를 송신시에는 상기에서 검출된 이동국의 IP를 이용하여 전송함으로써, TCP로 혼잡제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호를 알려주게 된다.
또한 제어블록은 재 전송한 이후에 데이터 레이트를 모니터링해서 혼잡제어가 발생하지 않는다고 판단되면, PING과 미리 저장된 PPP데이터의 송신을 중지하고 계속해서 혼잡제어가 발생하면 PING 데이터를 일정시간 동안 일정간격으로 꾸준히 상위 계층과 이동국으로 송신하게 한다.
이후, 데이터 전송속도가 정상적인 상태로 다시 유지되면 일련의 동작을 멈추고 상위 패킷 서빙노드로부터 데이터를 수신하게 된다.
상기와 같이, 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어를 위 해서, 혼잡제어에 의한 성능저하가 발생하는 원인이 무선환경에서의 비트 에러임을 감안하고 비트에러가 발생할 가능성이 있는 경우 TCP의 혼잡제어가 발생하는지의 여부를 조사하여 TCP로 혼잡제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호, 즉 현재의 네트워크는 혼잡하지 않다는 것을 알려줄 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템 및 방법에 의하면, 이동국과 상위 패킷 서빙 노드와의 TCP 성능 저하를 유발하는 혼잡제어 메커니즘이 동작할 시점을 미리 파악하여 메커니즘이 동작하는 경우 신속히 복귀시켜 줌으로써, 무선 데이터 서비스의 특성상 항상 존재하는 비트에러(데이터 유실)에도 신뢰성 있는 데이터서비스를 보장할 수 있는 효과가 있다.
Claims (18)
- 삭제
- 상위 패킷 서빙 노드로부터 수신되는 패킷 데이터를 수신 및 저장하는 제어수단이 하위의 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단을 통해서 이동국으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 경우, 상기 이동국으로부터의 동일 시퀀스에 의한 반복적인 재 전송 요청에 따라 비트 에러 가능성을 전달받아, 상기 제어 수단이 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하고,상기 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단은, 이동국으로부터 동일 시퀀스에 대한 재전송 요청이 일정 기준 횟수 이하이면 무선 링크 프로토콜 과정에 따라 해당 무선링크프로토콜 프레임을 이동국에 재 송신하고, 일정 기준 횟수 이상이면 해당 무선링크 프레임의 유실 가능성을 상위 제어수단으로 알려주는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 상위 패킷 서빙 노드로부터 수신되는 패킷 데이터를 수신 및 저장하는 제어수단이 하위의 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단을 통해서 이동국으로 패킷 데이터 서비스를 제공하는 경우, 상기 이동국으로부터의 동일 시퀀스에 의한 반복적인 재 전송 요청에 따라 비트 에러 가능성을 전달받아, 상기 제어 수단이 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하고,상기 제어 수단은, 무선 링크 프로토콜 프로세싱 수단으로부터 무선링크프로토콜 과정의 결과에 따라 동일 시퀀스에 대한 비트 에러 가능성을 통보 받아, 현재의 데이터 레이트에 따라 데이터의 유실과 전송제어프로토콜의 혼잡제어가 동작하는 지를 함께 검사하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 상위 패킷 서빙 노드로부터 패킷 데이터를 수신하는 데이터 수신수단과;상기 수신된 데이터를 저장 및 하위 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 전송한 후, 현재의 데이터 레이트 변동에 따라 혼잡 제어 메커니즘의 동작을 제어하기 위해 상기 저장된 데이터를 하위 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 재 전송하는 제어 수단과;상기 제어 수단으로부터 전달받은 패킷 데이터를 무선링크프로토콜에 맞게 무선 인터페이스로 이동국에 송신하고 이동국의 재 전송 요청에 대해 카운트하여 비트 에러 가능성 여부를 상기 제어수단에 통보하는 무선링크프로토콜 프로세싱 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 수신 수단은 상위 패킷 서빙 노드로부터 수신 받은 데이터의 이상 유무를 판단하여 데이터를 데이터 저장부에 미리 저장하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 무선링크프로토콜 프로세싱 수단은 이동국으로부터 재 전송 요청을 카운트하여 동일 시퀀스의 반복적인 발생 여부를 검사한 후, 일정 기준 횟수 이상 발생할 경우 제어 수단으로 비트 에러 가능성을 통보하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 제어 수단은 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로부터의 통보되는 비트 에러 가능성이 존재하는 시점부터 현재의 데이터 레이트를 모니터링하여 상기 데이터 레이트의 변동에 따라 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 4항에 있어서,상기 제어수단은 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘의 동작으로 판단되면, 상기 이동국과 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 가상적인 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 8항에 있어서,상기 이동국과 상위 서버로 보내는 가상적인 신호는 일정 시간 간격으로 전 송하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 제 8항에 있어서,상기 제어수단은 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡 제어 메커니즘이 동작한다고 판단되면 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 상기 데이터 저장부에 저장된 TCP/IP 데이터를 전달하여 이동국으로 전송되도록 하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 시스템.
- 상위 패킷 서빙 노드로부터 패킷 데이터를 수신하는 데이터 수신단계;상기 수신된 패킷 데이터를 제어수단이 저장하고 무선링크프로토콜 프로세싱 수단으로 전달하는 단계;상기 무선링크프로토콜 프로세싱 수단이 전달받은 데이터를 해당 프로토콜에 맞게 이동국으로 전송하는 단계;상기 이동국으로부터 재 전송 요청시 동일 시퀀스에 대한 재 전송 요청이 일정 기준치 이상 발생하는 지를 판단하여 비트 에러 가능성 여부를 제어수단으로 통보하는 단계;상기 제어수단이 비트 에러 가능성이 존재하는 시점부터 현재의 데이터 레이트를 모니터링하여 데이터 레이트의 변동에 따른 전송제어프로토콜 단에서의 혼잡제어 메커니즘이 동작하면 상기 저장된 데이터를 이동국으로 재 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,이동국의 패킷 데이터 서비스 요청시, 무선링크프로토콜 셋업 과정을 거친 후 PPP 셋업 과정시 상기 이동국의 IP를 검출하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 제어수단에 의한 상기 저장된 패킷 데이터의 재 전송은 현재의 데이터 레이트를 검사한 후, 현재의 데이터 레이트가 지정된 데이터 레이트 보다 작으면 상기 저장된 데이터를 도출하여 무선링크프로토콜(RLP) 프로세싱 수단으로 전달해 주는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 혼잡 제어가 동작한다고 판단되면 상기 데이터 저장부에 저장된 데이터를 도출하여 RLP 프로세싱 수단을 통해 이동국으로 자동 전달되도록 하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 이동국으로부터 NAK 발생시 지정된 레이트 보다 작거나 혼잡 제어 메커니즘이 동작하면 상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호(PING)를 전송하는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호는 ICMP를 이용하여 전송되는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 16항에 있어서,상기 이동국 및 상위 서버에 혼잡 제어를 중지시키기 위한 간접적인 신호는 일정시간 동안 일정 시간 간격으로 지속적으로 전송되는 것을 특징으로 하는 전송제어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
- 제 11항에 있어서,상기 제어 수단이 비트 에러 가능성이 존재하는 시점에서 현재의 데이터 레이트를 모니터링한 후, 일정 시간 동안 혼잡제어 메커니즘이 동작하지 않는다고 판단되면 모든 모니터링을 중지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전송제 어프로토콜을 이용한 무선 패킷 데이터 전송 제어 방법.
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