KR20090051071A - 혼잡 제어 방법 및 장치와, 네트워크 - Google Patents

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Abstract

무선 네트워크에서의 혼잡 제어에 관한 여러 실시 예가 개시된다. 예시적인 실시 예에 있어서, 하나 이상의 트리거 조건은 무선 네트워크에서의 하나 이상의 성능 레벨에 대한 트래픽 혼잡과 연관되어 결정된다(302). 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 하나 이상의 성능 레벨의 각각과 연관된다(304). 무선 노드에서 트리거 조건이 충족되면, 연관된 혼잡 제어 동작이 실행된다(308).

Description

혼잡 제어 방법 및 장치와, 네트워크{CONGESTION CONTROL IN A WIRELESS NETWORK}
본 출원은 2006년 9월 6일자 "무선 네트워크에서의 혼잡 제어(Congestion Control In A Wireless Network)"란 명칭의 미국특허출원번호 11/470,622호의 우선권을 주장하며, 그 출원은 본 명세서에서 참조로서 인용된다.
무선 메쉬 네트워크 액세스(wirelss mesh network access)의 신속한 확산 및 무선 데이터 유효 영역(coverage)에 대한 수요 증가로 인해 대량의 무선 노드(예를 들어, 메쉬 포인트(MP) 또는 액세스 포인트(AP))의 설립이 추진되고 있다. 무선 메쉬 네트워크는 MP들의 집합으로서 간주될 수 있으며, 그 MP들은 무선 통신 링크를 이용하여 상호 접속된다. 각 MP는 전형적으로는 액세스 포인트이지만, 또한 스테이션(station)이나 다른 무선 노드일 수도 있다. 그러한 MP들의 데이터 전송 및 수신 리소스(data transmission and receive resource)는 공유형 리소스이다.
무선 네트워크에서 데이터 트래픽이 증가함에 따라, 트래픽 혼잡이 발생한다. 무선 네트워크에 있어서 무선 리소스의 공유성으로 인해, 적어도 일부의 경우 에, 다른 액세스 카테고리(Access Categories : AC)에 의존하거나, 다른 유형의 트래픽에 우선권을 주는 트래픽 우선 순위와 같은 종래의 데이터 네트워크 혼잡 제어 기술만으로는 데이터 트래픽 혼잡이 처리되지 않을 수 있다. IEEE 802.11s Task Group으로부터의 드래프트 규격(draft specification)은 메쉬 네트워크에서의 혼잡 제어에 사용하기 위해 3개의 "메쉬 동작(mesh action)" 프레임(즉, "혼잡 제어 요청", "혼잡 제어 응답", 및 "이웃 혼잡 공고")의 사용을 권고하고 있다. 그러나, 802.11s의 권고는 부적절한데, 그 이유는 그것이 혼잡을 어떻게 인식할 것인가 또는 여러 유형의 혼잡에 응답하여 무슨 동작을 취해야 하는지를 다루고 있지 않기 때문이다.
이하의 실시 예 및 그의 양태는 시스템, 툴(tool) 및 예시적으로 제공된 방법과 함께 설명되고 예시될 것이지만, 이것이 본 발명의 범주를 제한하기 위한 것은 아니다. 여러 실시 예에 있어서, 하나 이상의 상술한 문제점이 감소되고 제거되겠지만, 다른 실시 예가 다른 개선에 관련될 수도 있다. 또한, 보다 상세하게 설명하겠지만, 본 명세서에서 설명한 여러 실시 예는 메쉬 네트워크, 셀룰러 네트워크, 무선 LAN(WLAN) 및 기타 유형의 네트워크와 같은 광범위하게 다양한 무선 네트워크에 응용될 수 있다. 본 명세서에 있어서의 메쉬 네트워크에 대한 설명은 단지 예시적인 실시 예일 뿐이며, 본 명세서에서 설명한 기술은 다른 무선 네트워크에 응용될 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 혼잡 제어 방법은 무선 네트워크에 있어서 하나 이상의 성능 레벨에 대한 트래픽 혼잡과 관련되고 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 하나 이상의 성능 레벨의 각각에 연관시키는 하나 이상의 트리거 조건을 결정하는 것을 포함한다. 본 명세서에 있어서 성능 레벨은 상태 또는 성능 상태라고 지칭한다. 이들 용어들은 본 명세를 위해 상호 교환하여 사용될 수 있다. 예시적인 방법은, 성능 레벨(상태)들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건들이 무선 노드에서 충족되었는지를 결정하고, 그 결정에 응답하여, 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중의 주어진 성능 레벨과 연관된 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 실행하는 것을 포함한다.
다른 예시적인 실시 예에 따르면, 장치는 제어기, 제어기에 결합된 메모리 및 제어기에 결합된 무선 송수신기를 포함한다. 그 예시적인 장치는 메시지를 수신하는데, 그 메시지는 하나 이상의 성능 레벨에 대해 트래픽 혼잡과 관련된 하나 이상의 트리거 조건을 정의한다. 또한, 그 메시지는 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 하나 이상의 성능 레벨들의 각 성능 레벨들과 연관시킨다. 예시적인 실시 예에 있어서, 그 장치는 제 1 무선 노드일 수 있으며, 제 2 무선 노드는 메시지를 생성한다. 그 다음, 그 메시지는 무선 통신 링크를 통해 제 2 무선 노드에 의해 제 1 무선 노드로 제공된다. 그 장치(즉, 제 1 무선 노드)는 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 그 장치에서 충족되었는지를 결정하고, 그 결정에 응답하여 하나 이상의 제어 동작들 중 그 메시지의 주어진 성능 레벨에 연관된 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 실행한다.
또 다른 예시적인 실시 예에 있어서, 무선 네트워크는 다수의 통신 가능하게 결합된 무선 노드들을 포함하는데, 이때, 다수의 무선 노드들 중 제 1 무선 노드는 다수의 무선 노드들 중의 제 2 무선 노드에 메시지를 제공한다. 예시적인 실시 예에 있어서, 그 메시지는 무선 네트워크에 있어서의 하나 이상의 성능 레벨들에 대한 트래픽 혼잡에 관련된 하나 이상의 트리거 조건들을 포함한다. 또한, 그 메시지는 하나 이상의 성능 레벨들의 각각과 하나 이상의 혼잡 제어 동작들의 연관성을 포함한다. 그 다음, 예시적인 무선 네트워크에 있어서, 제 2 무선 노드는 그 메시지내의 정보를 이용하여, 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건들이 충족되었는지를 결정한다. 그 결정에 응답하여, 제 2 무선 노드는 주어진 성능 레벨에 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 그 메시지에 대응하여 실행한다.
예시적인 실시 예는 도면을 참조하여 설명된다. 본 명세서에 개시된 실시 예 및 도면은 제한을 위한 것이 아니라 예시를 위한 것이다.
도 1은 예시적인 실시 예에 따른 무선 메쉬 네트워크를 나타낸 도면,
도 2는 예시적인 실시 예에 따른 혼잡 제어 방식을 나타낸 상태도,
도 3은 예시적인 실시 예에 따른 혼잡 제어 방법을 나타낸 흐름도,
도 4a는 예시적인 실시 예에 따른 혼잡 제어 프레임을 나타낸 도면,
도 4b는 다른 예시적인 실시 예에 따라 무선 노드에서 실행되는 혼잡 제어 동작 및 트리거 조건을 나타낸 도면,
도 5는 무선 네트워크에서 전달될 다른 유형의 데이터에 대한 액세스 카테고리(예를 들어, 트래픽 우선 순위)를 나타낸 테이블,
도 6은 예시적인 실시 예에 따른 무선 노드를 나타낸 블럭도.
도면을 참조하면, 유사한 번호는 유사한 소자를 나타내며, 도 1에는 예시적인 실시 예에 따른 무선 메쉬 네트워크(100)를 나타낸 도면이 도시된다.
그러한 예시적인 실시 예에 따르면, 무선 메쉬 네트워크는 무선 통신 링크와 상호 접속된 메쉬 포인트(MP)들의 집합일 수 있다. 각 MP는 전형적으로는 액세스 포인트이지만, 스테이션이나 다른 무선 노드일 수도 있다. 예를 들어, 무선 메쉬 네트워크는 전 메쉬 토폴로지(full meah topology) 또는 부분 메쉬 토폴로지(partial mesh topology)를 채용한다. 전 메쉬 토폴로지에 있어서, 각 노드(또는 메쉬 포인트)는 무선 링크를 통해 다른 MP의 각각에 직접 접속된다. 부분 메쉬 토폴로지에 있어서, 메쉬 포인트는 메쉬 네트워크의 다른 메쉬 포인트들의 모두에 반드시 접속되는 것은 아니며, 다른 메쉬 포인트들의 일부에 접속될 수 있다.
도 1에 도시된 예시적인 무선 메쉬 네트워크(100)에 있어서, 메쉬 포인트(MP1,MP2,MP3)는 유선 또는 무선 링크를 통해 상호 접속될 수 있다. 또한, 각 메쉬 포인트(MP)는 그의 로컬 셀(local cell)내의 하나 이상의 무선 스테이션에 결합된다. 예를 들어, MP1은 셀(104)내에 배치되며, 무선 링크를 통해 셀(104)내의 스 테이션(STA2, STA3)에 접속된다. MP2는 셀(106)내에 배치되며, 무선 링크를 통해 스테이션(STA1)에 접속된다. MP3는 셀(102)내에 배치되며, 무선 링크를 통해 스테이션(STA4)에 접속된다. (MP1, MP2 및 MP3를 포함하는)네트워크(100)는 무선 분배 시스템일 수 있다. 무선 메쉬 네트워크(100)는 단지 예시적인 네트워크로서, 이러한 개시가 그에 국한되는 것은 아니다.
예시적인 무선 메쉬 네트워크에 있어서, 각 MP는 다수 대 다수 접속이 가능하며, 네트워크 토폴로지, 다이내믹 경로 구성 및 다른 네트워크 기능을 습득할 수 있지만, 그에 국한되는 것은 아니다. 각 MP는 모바일(mobile)이거나 이동 가능하며, 자신을 다이내믹하게 재구성할 수 있지만, 그에 국한되는 것은 아니다.
본 명세서에서 설명된 여러 실시 예는 WLAN(예를 들어, IEEE 802.11유형 네트워크), IEEE 802.16 WiMAX 네트워크, WiMedia 네트워크, UWB(Ultra Wide Band) 네트워크, 셀룰러 네트워크, 라디오(radio) 네트워크, 다른 무선 네트워크와 같은 광범위하게 다양한 네트워크 및 토폴로지에 응용 가능하다. 다른 예시적인 실시 예에 있어서, 다양한 예시 및 실시 예는, 예를 들어, 다수의 메쉬 포인트(예를 들어, 액세스 포인트)가 유선 또는 무선 링크를 통해 함께 결합되는 메쉬 무선 네트워크에 응용될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 여러 실시 예는, AP 또는 기지국이 스테이션과 통신하는(예를 들어, AP를 통해 통신이 이루어짐) 인프라구조 모드와 무선 스테이션이, 예를 들어, 피어-투-피어(peer-to-peer) 네트워크를 통해 직접 통신하는 애드-호크(ad-hoc) 모드에서 무선 네트워크에 응용된다.
용어, "무선 노드" 또는 "노드"등은, 예를 들어, 이동국이나 가입자국과 같 은 무선 스테이션, 액세스 포인트(AP)나 기지국, WiMedia 장치, WiMAX 장치, 무선 메쉬 포인트(MP) 또는 임의의 다른 무선 장치를 포함한다. 이들은 단지 본 명세서에서 설명한 여러 실시 예를 구현하는데 이용되는 무선 장치 및 기술의 예시적인 일부일 뿐이며, 이에 국한되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 메쉬 네트워크에서 MP의 데이터 전송 및 수신 리소스는 전형적으로 공유형 리소스이다. 예를 들어, 메쉬 네트워크(100)에서, MP3는 STA4, MP1 및 MP2로/로부터의 데이터 통신을 위해 그의 데이터 전송 및/또는 수신 리소스를 공유한다. 이것은 단지 예시적인 실시 예이며, MP3는 임의 수의 다른 무선 노드들과 통신할 수 있으며, 그들 간에 데이터 전송 및/또는 수신 리소스가 공유된다. 그러한 상황에서, MP3가 통신하는 각 무선 노드는 MP3의 데이터 전송 및/또는 수신 리소스의 특정 부분(예를 들어, 타임 슬롯)을 할당받는다. MP3가 통신중인 무선 노드들 중 한 노드가 MP에 데이터 패킷을 넘치게 제공하면(flood)(예를 들어, 단기간에 대량의 데이터를 전송하면), MP3은 그 스테이션 및 그와 통신하는 다른 스테이션으로부터의 데이터 트래픽을 적절히 처리할 수 없다. 그러한 상황에서는, MP3가 혼잡하게 될 것이다.
본 예시에 있어서 MP3와 같은 무선 노드가 혼잡하게 되면, 그러한 혼잡으로 인해, 임의의 다른 상황중에서도, (ⅰ) 데이터 패킷이 드롭(drop)되며(그에 따라 드롭된 패킷이 재전송되어 혼잡을 증가시킴), (ⅱ) 패킷 전송의 지연이 증가되고, (ⅲ) MP3를 통해 통신된 데이터에 대한 패킷 에러 횟수(연속하는 에러 및/또는 평균 에러 횟수)가 증가하게 된다. 그러한 결과는 메쉬 네트워크(100)의 성능을 열화 시키고, 그에 따라 그러한 메쉬 네트워크를 액세스할 때 사용자 경험의 품질이 감소된다. 또한, MP3에서의 그러한 혼잡은 다른 무선 노드로부터의 패킷을 MP3가 처리하지 못하게 하며, 그러므로, 병목 현상을 유발한다.
상술한 바와 같이, IEEE 802.11s 태스크 포스의 드래프트 규격은 메쉬 네트워크에서의 혼잡 제어에 사용하기 위해 3개의 "메쉬 동작" 프레임(즉, "혼잡 제어 요청", "혼잡 제어 응답", 및 "이웃 혼잡 공고")의 사용을 권고하고 있다. 상술한 바와 같이, 802.11s의 제안은 혼잡을 어떻게 인식할 것인가 또는 여러 유형의 혼잡에 응답하여 무슨 동작을 취해야 하는지를 특정하게 다루고 있지 않기 때문에 부적절하다.
도 2는 (무선 메쉬 네트워크 또는 다른 무선 네트워크와 같은)무선 네트워크에서의 혼잡 제어를 위해 이용될 수 있는 예시적인 방식을 나타낸 상태도(200)이다. 그 상태도(200)는, 예를 들어, 상술한 메쉬 네트워크(100)의 MP3와 같은 메쉬 네트워크에서의 단일 무선 노드의 동작을 나타낸다. 상태도(200)는 주어진 무선 노드에 대한 3개의 성능 레벨(상태)(202,204,208)을 나타낸다. 물론, 추가적인 또는 보다 적은 수의 성능 상태가 존재할 수 있으며, 상태들의 정확한 수는 특정 실시 예에 의존한다. 상태도(200)는 예시적인 실시 예일 뿐이며, 다른 실시 예가 이용될 수 있다.
상태도(200)에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 좌측에서 우측 방향으로 무선 노드 및/또는 네트워크에서 데이터 혼잡 레벨이 증가하는 것을 나타낸다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상태도(200)의 좌측에서 우측으로, 혼잡 레벨이 감소하는 것을 나타낸다. 3개의 성능 레벨(202,204,208)은 "상태 1(STATE1)", "상태 2(STATE2)" 및 "상태 3(STATE3)"으로 표시된다. 그러나, 명확성 및 일치를 위해, 이들 성능 레벨(상태)들을 각각 성능 레벨(202), 성능 레벨(204) 및 성능 레벨(206)이라 지칭할 것이다.
상태도(200)에 있어서, 성능 레벨(202)은 트래픽 혼잡이 전혀 없거나 거의 없게 동작하는 무선 노드를 나타낸다. 성능 레벨(204)은 중간 레벨의 데이터 트래픽 성능으로 동작하는 무선 노드를 나타낸다. 성능 레벨(206)은 심각한 데이터 트래픽 혼잡으로 동작하는 무선 노드를 나타낸다. 무선 노드가 동작중인 특정 상태는 하나 이상의 성능 파라메타에 기초하여 결정된다. 이러한 파라메타는 예를 들어, 802.11 계열의 규격(802.11 family of specification)에 정의된 QoS(Quality of Service) 파라메타를 포함한다. 물론, QoS 파라메타(메트릭(metric))와 다른 성능 파라메타가 이용될 수 있다. 그러한 트리거 조건은, 임의 수의 다른 성능 파라메타나 메트릭중에서도, 평균 패킷 지연, 드롭 패킷들의 수, 연속하는 프레임 손실 수 및 평균 프레임 손실율을 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
예를 들면, 무선 노드에 대한 평균 패킷 손실율은 무선 노드가 동작하는 성능 레벨을 결정하는데 이용된다. 예를 들어, 무선 노드에 대한 평균 패킷 에러율이 제 1 임계치 미만이면, 이것은, 무선 노드가 성능 레벨(202)(예를 들어, 혼잡이 거의 없거나 전혀 없음)에서 동작 중임을 나타낸다. 평균 패킷 에러율이 제 1 임계치 초과 및 제 2 임계치 미만이면, 이것은 무선 노드가 성능 레벨(204)(예를 들어, 중간 레벨의 혼잡)에서 동작중임을 나타낸다. 평균 패킷 에러율이 제 2 임계치를 초 과하면, 이것은 무선 노드가 성능 레벨(206)(예를 들어, 심각한 혼잡)에서 동작중임을 나타낸다. 평균 패킷 에러율은 무선 노드에 대한 성능 레벨을 결정하는데 이용될 수 있는 단지 하나의 예시적인 파라메타일 뿐임을 알 것이다. 예시적인 실시 예에 있어서, 추가적인 또는 다른 파라메타(예를 들어, 상술한 파라메타 및/또는 902.11 계열의 규격에 정의된 파라메타)들은 주어진 무선 노드에 대한 성능 레벨을 결정하기 위해 개별적으로 또는 서로 조합하여 이용될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 무선 노드가 특정 성능 레벨에서 동작중이면, 무선 노드는, 그의 성능 레벨을 결정하는데 사용하는 성능 파라메타를 주기적으로(예를 들어, 계속적으로) 모니터링한다. 예를 들어, 무선 노드가 성능 레벨(202)에서 동작중이면, 화살표(208)는 이 모니터링을 나타낸다. 유사하게, 무선 노드가 성능 레벨(204 또는 206)에서 동작중이면, 화살표(210,212)는 각각 성능 파라메타 모니터링을 나타낸다. 그러한 모니터링은, 802.11k 규격에서 설명한 것과 같이, 트리거된 QoS 측정 리포트(triggered QoS measurement report)에 이용하기 위한 QoS 파라메타의 모니터링과 유사한 방식으로 수행된다.
상태도(200)에 있어서, 블럭 화살표(214, 216,218 및 220)는 하나의 성능 레벨에서 다른 성능 레벨로의 무선 노드의 천이를 나타낸다. 예를 들어, 혼잡 레벨이 증가하는 경우, 블럭 화살표(214)는 성능 레벨(202)(예를 들어, 혼잡이 거의 없거나 전혀 없음)로부터 성능 레벨(204)(예를 들어, 중간 레벨의 혼잡)로의 무선 노드의 천이를 나타낸다. 유사하게, 블럭 화살표(216)는 성능 레벨(204)(예를 들어, 중간 레벨의 혼잡)로부터 성능 레벨(206)(심각한 혼잡)로의 무선 노드의 천이를 나타 낸다.
유사하게, 혼잡 레벨이 감소하는 경우, 블럭 화살표(218)는 성능 레벨(206)(예를 들어, 심각한 혼잡)로부터 성능 레벨(204)(예를 들어, 중간 혼잡)로의 무선 노드의 천이를 나타낸다. 유사하게, 블럭 화살표(220)는 성능 레벨(204)(예를 들어, 중간 혼잡)로부터 성능 레벨(202)(예를 들어, 혼잡이 거의 없거나 전혀 없음)로의 무선 노드의 천이를 나타낸다.
예시적인 실시 예에 있어서, 도 2에 도시된 성능 레벨(202,204,206)에 대해 데이터 트래픽 혼잡과 관련된 하나 이상의 트리거 조건이 결정된다. 상술한 바와 같이, 이들 성능 레벨은 무선 메쉬 네트워크에서 동작하는 MP의 성능 레벨을 나타낸다. 또한, 예시적인 실시 예에 있어서, 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 하나 이상의 성능 레벨들의 각각에 연관된다. 예를 들어, 도 2의 예시적인 실시 예에 있어서, 트리거 조건은 208,210 및 212에서 모니터링된 하나 이상의 성능 파라메타에 대응한다. 상술한 예시적인 평균 패킷 에러율(예를 들어, QoS 파라메타)을 이용하는 경우, 성능 레벨(202)에 대한 제 1 트리거 조건은 제 1 임계치를 초과하는 무선 노드에 대한 평균 패킷 에러율일 수 있다. 이러한 상황에서, 무선 노드는, 평균 패킷 에러율이 제 1 임계치를 초과했는지를 결정하기 위해 208에서 평균 패킷 에러율을 모니터링한다.
이 예시의 경우, 평균 패킷 에러율이 제 1 임계치를 초과했다는 결정에 응답하여, 무선 노드는, 블럭 화살표(214)에 표시된 바와 같이, 성능 레벨(202)로부터 성능 레벨(204)로 천이된다. 또한, 블럭 화살표(214)에서, 무선 노드는 트리거 조 건의 충족에 응답하여, 성능 레벨(202)에 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 실행한다. 상술한 바와 같이, 예시적인 평균 패킷 에러율은 단지 예시적으로 주어진 것이다.
특정 실시 예에 의거하여, 임의 수의 트리거 조건들은 무선 노드에 대한 특정 성능 레벨을 결정하는데 이용된다. 유사하게, 임의 수의 혼잡 제어 동작이 이들 트리거 조건에 연관된다. 그러한 혼잡 제어 동작은, (ⅰ) 무선 노드가 (예를 들어, 설명된 802.11k에서와 같이) 모니터링된 성능 파라메타에 대한 값을 포함하는 QoS 측정 리포트를 네트워크내의 하나 이상의 무선 노드 또는 MP(예를 들어, 고정된 네트워크에 보다 가까운 노드 또는 하나 이상의 업스트림 노드)에 전송하고, (ⅱ) 무선 노드가 802.11s 드래프트 규격에 따라 (예를 들어 업스트림 메쉬 포인트에) "혼잡 제어 요청"을 전송하며, (ⅲ) 무선 노드가 로컬 레이트 제어(local rate control)를 구현하고(또는 다른 무선 노드에 그 구현을 지시), (ⅳ) 무선 노드가 경로 발견 프로세스를 개시하여 보다 덜 혼잡한 대안적인 데이터 경로가 메쉬 네트워크에서 이용 가능한지를 결정하고, (ⅴ) 무선 노드가, 예를 들어, 802.11s 드래프트 규격에 따라, 이 노드에서의 트래픽 혼잡을 다른 노드에게 통지하도록 "이웃 혼잡 공고"를 전송하며, (ⅵ) 무선 노드가 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) QoS 파라메타(예를 들어, 다른 액세스 카테고리를 위한 다른 파라메타 또는 QoS 파라메타의 사용을 특정한 802.11e에 설명된 것) 규격을 구현하거나(또는 다른 무선 노드나 노드들에게 구현을 지시함) 그러한 무선 노드에 대한 EDCA 파라메타를 조정 또는 정정하고, (ⅶ) 하나 이상의 데이터 트래픽 유형(예를 들어, 하 나 이상의 액세스 카테고리 또는 트래픽 우선 순위) 또는 하나 이상의 무선 노드로부터의 트래픽에 대해, 전송을 중지하고/하거나 그러한 패킷의 전송없이 수신된 패킷을 드롭시키는 것을 포함한다. 물론, 이러한 혼잡 제어 동작은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 특정 트리거 조건의 충족에 응답하여 임의 수의 다른 적절한 동작이 행해질 수 있다.
도 2의 상태도(200)에 설명된 예시적인 실시 예에 있어서, 제 1 트리거 조건 세트는 혼잡 레벨의 증가에 대해 구현되며, 제 2 트리거 조건 세트는 혼잡 레벨의 감소에 대해 구현된다. 유사하게, 제 1 혼잡 제어 동작 세트는 혼잡 레벨의 증가에 대한 제 1 트리거 조건 세트와 연관되고, 제 2 혼잡 제어 동작 세트는 혼잡 레벨 감소에 대한 제 2 트리거 조건 세트와 연관된다. 그러한 방식은 성능 레벨들간에 히스테리시스(hysteresis)를 허용하며, 그에 따라 데이터 트래픽 혼잡량이 약간 변경될 지라도 무선 노드에 의해 반복적인 혼잡 제어 동작이 수행되지 않게 된다.
그러나, 다른 예시적인 실시 예에 있어서, 혼잡 레벨의 증가 및 감소에 대해 하나의 트리거 조건 세트가 구현될 수 있다. 이것은 구현을 보다 단순하게 하지만, 일부 경우에는, 혼잡 레벨의 증가 및 감소에 대해 다른 트리거 조건을 이용하는 히스테리시스 기술에 의해 제공되는 장점들(예를 들어, 개선된 안정도) 중 일부를 제공하지 않을 수 있다.
상기에서 예시적으로 설명한 평균 패킷 에러율과 상태도(200)를 다시 참조하면, 그러한 히스테리시스는 아래와 같이 구현될 수 있다. 제 1 트리거 조건 세트는 혼잡 레벨 증가에 대해 이용된다. 이러한 제 1 트리거 조건 세트는 성능 레벨(202) 로부터 성능 레벨(204)로의 천이에 대한 트리거 조건으로서 "1"의 제 1 평균 패킷 에러율 임계치와, 성능 레벨(204)로부터 성능 레벨(206)로의 천이에 대한 트리거 조건으로서 "2"의 제 2 평균 패킷 에러율 임계치를 포함한다. 숫자 2는 단지 예시적인 것일 뿐이며, 레벨(202)에서 레벨(204)로의 천이에 대한 패킷 에러율보다 2배 많은 패킷 에러율일 수 있다.
본 예시에 있어서, 제 2 트리거 조건 세트는 혼잡 레벨의 감소에 대해 이용된다. 이러한 제 2 트리거 조건 세트는 성능 레벨(206)로부터 성능 레벨(204)로의 천이에 대한 트리거 조건으로서 "1.75"의 제 3 평균 패킷 에러율 임계치와, 성능 레벨(204)로부터 성능 레벨(202)로의 천이에 대한 트리거 조건으로서 "0.75"의 제 4 평균 패킷 에러율 임계치를 포함한다. 이러한 것은 단지 예시적인 숫자 또는 패킷 에러율일 뿐이며 임의 숫자 또는 트리거 조건이 이용될 수 있다.
그러한 구현에 있어서, 제 1 임계치와 제 2 임계치간의 차이로 인해, 성능 레벨(202)과 성능 레벨(204)간에 히스테리시스가 발생되며, 제 2 임계치와 제 3 임계치간의 차이로 인해 성능 레벨(204)과 성능 레벨(206)간에 히스테리시스가 발생되어, 일부 경우에 시스템의 성능 및/안정성을 개선한다. 따라서, 이러한 예시에 있어서, 평균 패킷 에러율이 임계치들 중 하나의 임계치 근처에서 약간 변동한다 해도 혼잡 제어 동작이 반복적으로 실행되지는 않는다. 그러한 상황에서는, 예를 들어, 성능 레벨(204)에 대한 트리거 조건이 이전의 성능 레벨(예를 들어, 혼잡이 증가중인지 감소중인지)에 기초한다.
유사하게, 제 1 혼잡 제어 동작 세트는 혼잡 레벨의 증가에 대한 트리거 조 건과 연관되고, 제 2 혼잡 제어 동작 세트는 혼잡 레벨의 감소에 대한 트리거 조건과 연관된다. 예를 들어, 혼잡 레벨 증가에 대한 트리거 조건과 연관된 혼잡 제어 동작은, 예를 들어, 로컬 레이트 제어를 구현하고, 특정 유형의 데이터의 전송을 중지하는 것일 수 있다. 이와 대조적으로, 혼잡 레벨 감소에 대한 혼잡 제어 동작은, 예를 들어, 로컬 레이트 제어를 중지하고, 하나 이상의 다른 노드 또는 트래픽 유형에 대한 QoS(또는 EDCA) 파라메타를 조정하며, 특정 유형의 데이터의 전송을 재개하는 것일 수 있다.
예시적인 실시 예에 있어서, 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작은 각 AC(Access Category)마다 또는 매 AC마다에 기초하여 특정화되거나 구현될 수 있다. 이에 따라 노드들은 다른 AC(또는 트래픽 우선 순위)에 대해 다른 유형의 트래픽 또는 혼잡 조건에 다르게 응답할 수 있게 된다. 예를 들어, 보다 낮은 우선 순위의 트래픽 또는 AC는 혼잡에 우선적으로 영향을 받는 반면, 보다 높은 우선 순위의 AC는 혼잡이 보다 높은 레벨에 도달할 때 까지는 큰 성능 열화를 겪지 않는다. 따라서, 각 AC 또는 트래픽 우선 순위에 대해 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작을 구현함에 의해, QoS 리포트, 혼잡 제어 리포트 및 다른 혼잡 제어 동작이 다른 AC에 대해 실행되거나 특정화된다.
도 3은 예시적인 실시 예에 따른 혼잡 제어 방법(300)을 나타낸 흐름도이다. 그 방법(300)은, 블럭(302)에서, 도 2에 대해 상술한 바와 같이, 무선 네트워크에 있어서 하나 이상의 성능 레벨에 대한 트래픽 조건과 관련된 하나 이상의 트리거 조건을 결정하는 것을 포함한다. 그 방법(300)은, 블럭(304)에서, 상술한 바와 같 이, 하나 이상의 성능 레벨의 각각과 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 연관시키는 것을 포함한다. 방법(300)에서, 블럭(302)의 결정하는 것과 블럭(304)의 연관시키는 것은 제 1 무선 노드(예를 들어, MP)에서 실행된다.
또한, 방법(300)에 있어서, 블럭(306)에서, 트리거 조건 및 연관된 혼잡 제어 동작은 제 1 무선 노드에 의해 메시지에 포함되며, 그 메시지는 하나 이상의 다른 무선 노드(예를 들어, MP)에 제공된다. 그러한 메시지를 혼잡 제어 프레임이라 한다. 혼잡 제어 프레임의 예시적인 실시 예에 대해 도 4와 관련하여 이하에서 설명한다.
방법(300)은, 블럭(308)에서, 상술한 바와 같이, 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 충족되었는지를 결정하고, 그에 응답하여 주어진 성능 레벨과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 적어도 하나의 동작을 실행하는 것을 포함한다.
성능 레벨들 간의 히스테리시스를 구현하는 상술한 기술에 대한 대안으로서, 방법(300)은, 블럭(310)에서, 트리거 조건이 충족되었다는 결정에 응답하여 타이머를 개시하는 것을 포함한다. 방법(300)에 있어서(블럭(310)에서), 추가적인 혼잡 제어 동작은 타이머가 타임아웃(timeout)될 때까지 자제된다. 히스테리시스에서와 같이, 그러한 방식은, 트리거 조건으로서 이용되는 성능 파라메타가 소정 기간동안에 트리거 조건 임계치의 근처에서 가변하는 상태에서 무선 노드가 동작하는 경우에, 혼잡 제어 동작의 반복을 방지한다.
도 4a에는 혼잡 제어 프레임(400)(프레임 400)이라고도 하는 메시지의 예시 적인 실시 예가 도시된다. 프레임(400)은, 상술한 바와 같이, 무선 메쉬 네트워크내의 하나 이상의 무선 노드(예를 들어, MP)에 트리거 조건 및 그 트리거 조건과 연관된 혼잡 제어 동작을 제공하는데 이용된다. 예시적인 실시 예에 있어서, 트리거 조건이 결정되고, 네트워크내의 하나의 MP 또는 AP와 같은, 무선 메쉬 네트워크내의 다른 무선 노드(MP)에 의해 혼잡 제어 동작이 이들 트리거 조건과 연관된다. 그러한 방식은 주어진 네트워크내의 모든 MP가, 예를 들어, 동일 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작을 이용하여 동작하는 것을 보장하는데 이용된다. 주어진 무선 메쉬 네트워크내의 모든 MP가 동일 트리거 조건 및 관련 혼잡 제어 동작을 이용함으로써, 무선 메쉬 네트워크의 적절한 동작 및 MP들간의 호환성을 보장한다는 장점이 있다. 그러한 방식은, 몇몇 경우에, 여러 트래픽 혼잡 조건들을 처리하거나 그 조건들에 응답하는데 있어서 네트워크내의 다른 노드(예를 들어, MP, AP)에 의한 보다 일관성있는 방식을 제공한다. 프레임(400)을 이용하는 것에 대한 대안으로서, 트리거 조건 및 연관된 혼잡 제어 동작이 하나 이상의 MP 또는 AP로부터의 비콘 신호(beacon signal)에 의해 무선 메쉬 네트워크의 MP에 제공되거나, 그 MP에 대해 특정화될 수 있다. 그러한 비콘 신호는 공지되어 있으며, 802.11 계열의 규격에 설명되어 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 프레임(400)은, 예를 들어, 네트워크내의 트리거된 인식 메카니즘을 설정하기 위해 다수의 필드를 포함한다. 그 필드는, 예를 들어, 다른 혼잡 레벨에 대한 조건과 다른 혼잡 레벨에 대한 동작의 리스트를 포함한다. 하나의 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작 세트가 혼잡 레벨의 증감을 위해 제공 된다. 대안적으로, 다른 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작 세트들이 혼잡의 증가(예를 들어, 열화 조건)와 혼잡의 감소(예를 들어, 개선 조건)를 위해 제공된다.
프레임(400)의 일부 예시적인 필드들을 예시적인 실시 예에 따라 간략하게 설명하겠다. 이하에서는 예시적인 실시 예에 따라 포함될 수 있는 필드 유형의 일부 간단한 예시들이 제공된다. 예를 들어, 프레임(400)은 성능 상태(또는 성능 레벨)의 개수를 나타내기 위한 "성능 상태 개수" 필드(402)를 포함한다. 예를 들어, 도 2에는 3개의 성능 상태(예를 들어, 상태 1, 상태 2 및 상태 3)가 도시되지만, 임의 개수의 상태가 이용될 수 있다.
프레임(400)은 "측정 카운트" 필드(404)를 포함하여, 패킷(또는 프레임)의 개수를 나타내고, QoS 측정(예를 들어, 패킷 에러율)이 측정되는 패킷 또는 프레임의 수를 나타낸다. "트리거 타임아웃" 필드(406)는 노드가 (예를 들어, 추가적인 QoS 리포트 또는 QoS 메트릭/측정 리포트를 생성하기 전의 지연을 특정하는) 추가적인 QoS 메트릭(또는 측정) 리포트를 생성하지 않아야 하는 시점 이전의 시간 기간을 나타낸다. "리포트 기간 필드(reporting period field)"(리포트 필드(reporting field)의 주기(periodicity)라고도 함)(405)는 노드(예를 들어, MP 또는 AP)가 그의 QoS 측정 리포트 또는 그의 성능 레벨을 전송해야 하는 비콘 기간의 단위 값들을 포함한다. 따라서, 예를 들어, 하나의 측정 리포트는 모든 X 비콘 기간마다 리포트되고, 필드(405)는 X를 식별하거나 리포트들 사이의 비콘 기간들의 수를 식별한다. 예시적인 실시 예에 있어서, 측정 리포트는 개별적인 관리 프레임에서 리포트된다. 이들 관리 프레임은, 예를 들어, 802.11n A-MPDU 집합 메카니즘 (집합 MPDU 또는 집합 프로토콜 데이터 유닛이나 패킷)을 이용하여 전송된 데이터 프레임과 함께 집합된다. 따라서, 측정 리포트는 실제 데이터 페이로드와 함께 유니캐스트 전송(unicast transmission)에 의해 분배된다. 유사하게, 또 다른 예시적인 실시 예에서(예를 들어, 멀티캐스트 전송(multicast transmission)) 측정 리포트를 전달 또는 전송하기 위해 멀티캐스트 전달이 이용된다.
다른 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작이 혼잡을 증감시키는데 이용되는 경우, 프레임(404)은 특정 무선 메쉬 네트워크에서의 무선 노드에 대한 각 성능 레벨에 대해 (예를 들어, 증가된 혼잡에 대한) 열화 조건 필드와, (예를 들어, 감소된 혼잡에 대한) 개선 조건 필드를 포함한다. 따라서, 각 성능 상태 또는 레벨에 대해, 레벨 X 열화 조건 필드 및 레벨 X 개선 조건 필드와 같은 한 쌍의 조건 필드가 예시적인 실시 예에 따라 제공된다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 바와 같이, 프레임(400)은 "레벨 1 열화 조건" 필드(410)와, "레벨 1 개선 조건" 필드(412)와, "레벨 2 열화 조건" 필드(도시되지 않음)와, "레벨 2 개선 조건" 필드(도시되지 않음)와, … , "레벨 N 열화 조건" 필드(414) 및 "레벨 N 개선 조건" 필드(416)를 포함하는데, 이때, N은 주어진 무선 메쉬 네트워크에 있어서 MP에 대한 성능 상태 또는 레벨의 개수를 나타낸다. 대안적으로, 단일 조건 필드는 각 성능 상태 또는 레벨에 대해 이용된다(예를 들어, 혼잡 증감에 대한 각 성능 상태/레벨마다 하나의 조건 필드).
프레임(400)에 대해, 열화 및 개선 조건 필드들의 각각(예를 들어, 필드(410,412,414,418))은 예시적인 실시 예에 따라 다수의 서브 필드(sub-field)를 포함한다. 이들 서브 필드는, 예를 들어, 성능 상태 또는 레벨과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작(예를 들어, AP나 MP가 관련된 성능 상태 또는 레벨로 천이할 때 실행되어야 하거나 실행될 수도 있는 하나 이상의 혼잡 제어 동작)을 식별하는 트리거된 제어 필드(420)를 포함한다. 트리거된 제어 필드(420)는, 예를 들어, 혼잡 제어 동작이 적용되는 하나 이상의 AC(Access Categories)를 식별한다.
필드(422,424,426,428)는 성능 상태 또는 레벨에 대한 트리거 조건과 관련된다. 평균 에러 임계 필드(424)는 평균 에러 임계치를 식별하고, 연속 에러 임계 필드(426)는 연속 에러 임계치를 식별하며, 지연 임계 필드(428)는 지연 임계치를 식별한다.
트리거 조건 필드(422)는, 예를 들어, 필드(430,432,434)를 포함하는 트리거 조건과 관련된 추가 정보를 식별한다. 이하에는 예시적인 실시 예에 따라 포함될 수 있는 필드 유형의 몇가지 간단한 예시가 제공된다. 평균 필드(430)는 측정 카운트 필드(404)내에 특정된 전송된 프레임이나 패킷들의 이동 평균 개수로 폐기된 AC에 대한 프레임이나 패킷들의 개수를 제산한 값이 평균 에러 임계 필드(424)에 주어진 값과 동일할 때 트리거된 혼잡 제어 동작의 실행을 요청하도록 설정된다(예를 들어 1). 예시적인 실시 예에 있어서, 재 시도에 기인하여 폐기된 프레임이나 패킷이 카운트된다. 연속 필드(432)는 연속하여 폐기된 AC에 대한 프레임이나 패킷들의 수가 연속 에러 임계 필드(426)에서 주어진 값과 동일할 경우에 트리거된 혼잡 제어 동작의 실행을 요청하도록 설정된다(예를 들어, 1). 지연 필드(434)는 AC에 대한 연속하는 프레임이나 패킷들의 수가 지연 임계 필드(428)에서 주어진 값 이상 (또는 하한 이상의 전송 지연)의 전송 지연을 겪을 경우에 트리거된 혼잡 제어 동작의 실행을 요청하도록 설정된다(예를 들어, 1).
트리거된 제어 필드(420)는 다수의 서브 필드를 포함하며, 이에 대해서는 예시적인 실시 예에 따라 간략하게 설명될 것이다. 필드(436,438,440,442)는 (예를 들어, 특정된 트리거 조건(들)이 연관 성능 레벨에 대해 충족될 때) 성능 상태 또는 레벨에 대해 실행될 수 있는(또는 실행되어야 하는) 몇가지 예시적인 혼잡 제어 동작을 식별한다. 예를 들어, "QoS 측정 리포트 전송" 필드(436)는 QoS 측정 리포트를 전송하도록 노드에게 요청하기 위해 1로 설정된다. 예시적인 실시 예에 있어서, QoS 측정 리포트는 적어도 하나의 트리거 조건을 충족시킨 모든 AC에 대해 전송된다. QoS 측정 리포트는 리포트 노드에 대한 트래픽 조건 또는 혼잡 조건을 이웃하는 노드에 알려주는데 이용된다. "혼잡 제어 요청 전송" 필드(438)는 혼잡 제어를 요청하도록 노드 또는 MP에게 요청하기 위해 1로 설정된다. 로컬 레이트 제어 필드(local rate control field)(440)는 로컬 레이트 제어를 실행하도록 노드 또는 MP에게 요청하기 위해 1로 설정된다. 경로 발견 필드(442)는 트래픽 재 경로 설정을 위해 경로 발견을 실행하도록 노드 또는 MP에게 요청하기 위해 1로 설정된다. 추가적인 필드 및/또는 서브 필드가 포함될 수 있으며, 또는 특정 필드 및/또는 서브 필드가 프레임(404)에서 제거될 수 있음을 알 것이다.
도 4b는 다른 예시적인 실시 예에 따라 무선 노드에서 실행된 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작을 도시한 도면이다. 예를 들어, 가변 혼잡에 기초하여, 레벨 1(양호한 성능), 레벨 2(중간 성능) 및 레벨 3(불량 성능)을 포함하는 3개의 서로 다른 성능 레벨(또는 조건)이 도시된다. 레벨 1 트리거 조건이 충족되면(예를 들어, 패킷 에러율 또는 PER＞X), QoS 리포트 전송을 포함하는 혼잡 제어 동작이 실행된다. 레벨 2 트리거 조건이 충족되면(예를 들어, 2 이상의 패킷 버스트에 대해 PER＞X), 혼잡 제어 리포트가 전송된다. 레벨 3 트리거 조건이 충족되면(예를 들어, 4 이상의 패킷 버스트에 대해 PER＞X), 예를 들어, 이 노드 또는 MP에서 EDCA 파라메타가 조정된다. 대안적으로, 각 레벨에 대해 다른 PER 임계치가 이용될 수 있다. 이에 따라 변경 파라메타 또는 메트릭(예를 들어, PER) 대비 윈도우 크기에 따른 이동 평균(X)과, 에러 버스트 또는 에러 개수의 카운트를 조합한 것에 기초하여 트리거 조건이 제공된다.
예시적인 실시 예에 있어서, 무선 메쉬 네트워크에서의 혼잡 제어에 대한 트리거 조건의 결정 및 혼잡 제어와 이들 트리거 조건의 연관성은 다수의 트래픽 우선 순위 또는 AC(Access Categories)의 각각에 대해 실행된다. 그러한 트래픽 우선 순위의 한가지 예시는 도 5의 테이블(500)에 도시된다. 테이블(500)은 액세스 카테고리(AC)(트래픽 우선 순위) 0, 1, 2 및 3을 정의하는 제 1 컬럼을 포함하며, AC3은 최고 우선 순위 트래픽이다. 테이블(500)은 컬럼(502)에 리스트된 각 액세스 카테고리에 대한 트래픽 유형의 지정(designation)을 포함하는 제 2 컬럼(504)을 포함한다. 상술한 바와 같이, 혼잡 제어 동작의 한가지 유형은 특정 데이터 유형의 전송을 중지시키는 것이다. 그러한 방식의 한가지 가능한 구현은 하위 우선 순위(하위 액세스 카테고리) 트래픽의 전송을 중지시키는 것이다.
예를 들어, 도 2를 다시 참조하면, 무선 노드(및/또는 네트워크)에서의 데이 터 트래픽 혼잡이 증가함에 따라, 무선 노드의 동작이 성능 레벨(202)(예를 들어, 혼잡이 거의 없거나 전혀 없음)에서 성능 레벨(204)(예를 들어 중간 레벨의 혼잡)로 천이되는 트리거 조건이 충족된다. 이러한 트리거 조건에 응답하여, 무선 노드가 액세스 카테고리 '0' 트래픽의 전송을 중지시키는(또는 하나 이상의 다른 무선 노드에게 전송 중지를 명령하는) 혼잡 제어 동작이 행해진다. 유사하게, 무선 노드가 성능 레벨(204)로부터 성능 레벨(206)(예를 들어, 심각한 혼잡)로 천이되는 트리거 조건이 충족되면, 연관 혼잡 제어 동작은 가장 높은 우선 순위 트래픽(예를 들어, 액세스 카테고리 3 트래픽)을 전송하기만 하면 된다. 트래픽 우선 순위를 설정하는 다른 기법도 가능함을 알 것이다. 예를 들어, 사용자 정의 우선 순위가 이용될 수 있으며, 또는 다른 예시로서, 그러한 사용자 우선 순위가 도 5에 도시된 액세스 우선 순위에 맵핑될 수 있다.
예시적인 실시 예에 따르면, 혼잡 인식 또는 트리거 조건은, 예를 들어, 트래픽을 전달하기 위한 노드의 용량 변화를 통지하는데 이용될 수 있다. 혼잡은 노드 또는 MP들간의 고장난 링크, 제공되는 트래픽 량의 증가, 또는 다른 이유에 기인한 것일 수 있다. 예시적인 실시 예에 따르면, 열화된 품질은, 폐기된 프레임의 증가 및 증가된 전송 지연, 패킷 에러율(PER)의 변경 또는 다른 파라메타나 기준의 변경에 의해 검출된다.
예시적인 실시 예에서는, 네트워크 혼잡의 초기 또는 미세한 변경이, 예를 들어, 초기 단계에서 인식되거나 검출되며, 혼잡이 만성적이거나 심각하게 되기 전에 혼잡을 처리하는 단계나 동작이 실행된다. 예시적인 실시 예에 있어서, 노드들 은, 트리거된 QoS 측정 리포트에 대한 요청을 통해, 하나 이상의 QoS 성능 파라메타를 계속적으로 측정하여, 예를 들어, 트리거된 조건이 충족되면 QoS 리포트를 전송한다. 또한 다른 동작이 실행될 수 있다.
예시적인 실시 예에 있어서, 트리거된 QoS 측정은, 예를 들어, 비-AP 스테이션이나 노드에 대해 배경 QoS 측정을 설정하는데 이용된다. 트리거된 측정은 측정을 정의하며, 또한 측정 리포트 전송에 대한 트리거 조건을 특정한다. QoS 메트릭(또는 QoS 측정) 리포트는, 트리거된 조건이 충족되면, 전송된다. 예시적인 실시 예에 있어서, 트리거된 측정 또는 다른 동작은 평균 전송 지연, 연속 프레임 손실 및 평균 프레임 손실에 대한 트리거 조건을 특정한다.
예시적인 실시 예에 있어서, 트리거된 혼잡 인식 메카니즘은 트리거된 QoS 측정에 기초하거나 그에 의거한다. 혼잡 인식 메카니즘은 열화되고 개선된 성능에 대한 하나 이상의(예를 들어, 1-4) 트리거 조건을 정의한다. 임의의 열화 성능 조건(트리거 조건)이 충족되면, 그 성능은 열화된 것으로 간주되어, 전형적으로 특정된 혼잡 제어 동작이 실행된다. 예시적인 실시 예에 따르면, 모든 특정된 조건이 충족되면, 그 성능은 개선된 것으로 간주된다.
예시적인 실시 예에 있어서, 요청 노드 또는 AP나 MP는 요청 노드로의 QoS 측정 리포트의 전송을 트리거하는 임계치를 특정하는 요청을 하나 이상의 다른 노드 또는 스테이션에 전송한다. 예를 들어, 하나 이상의 스테이션이나 노드는, 패킷 에러율, 폐기된 프레임의 개수 또는 백분율, 평균 전송 지연과 같은 하나 이상의 QoS 메트릭을 모니터하고, 하나 이상의 업스트림 노드(upstream node)(예를 들어, 고정된 네트워크에 보다 가까운 노드)와 같은 하나 이상의 다른 노드에 QoS 측정 리포트를 전송한다. 또한, 노드 또는 MP가 (요청된 트리거된 QoS 측정 리포트에 따라) 이미 하나 이상의 로컬 QoS 메트릭을 트랙킹중이거나 모니터링하기 때문에, 그러한 노드는, 하나 이상의 트리거 임계치가 충족된 때를 쉽게 검출한다.
예시적인 실시 예에 있어서, 그러한 트리거된 QoS 측정 리포트가 하나 이상의 다른 노드에 전송되면, 네트워크에 의한 네트워크 관리 기능이 네트워크의 성능에 관한 통계를 수집할 수 있게 된다. 하나 이상의 노드 또는 MP(예를 들어, 중앙 제어 MP)는 이러한 성능 통계를 이용하여 트리거 조건 및/또는 혼잡 제어 동작을 위해 이용되는 값을 갱신하거나 변경한다.
다른 예시적인 실시 예에 있어서, 성능 상태 또는 레벨에 대해 지정된 트리거 조건을 제공하기 위해, 다수의 조건들의 논리적 OR 또는 AND와 같은 특정 트리거 조건의 논리적 조합이 이용될 수 있다. 도 4a에 도시되지는 않았지만, 프레임(400)내의 "논리적 조합" 필드(하나 이상의 비트)는 트리거 조건을 제공하거나 결정하기 위해 다수의 조건들이 논리적으로 논리합(OR)되는지 또는 논리곱(AND)되는지를 특정한다. 예시적인 실시 예에 있어서, 논리적 조합 필드는 트리거 조건 필드(422)내의 다른 서브 필드로서 포함된다. 도 4b에는 예시적인 실시 예에 따른 PER 및 연속 손실 프레임(버스트)의 시퀀스 개수와 같은 트리거 조건의 논리적 조합의 예시적인 이용이 도시된다.
트리거 조건이 충족되면, 노드 또는 MP는 예를 들어, 혼잡 완화 또는 복구에 대한 하나 이상의 연관 혼잡 제어 동작을 실행한다. 그 동작은, 로컬 레이트 제어 메카니즘에 따라 EDCA 파라메타를 설정하거나, 패킷을 드롭시키거나, 하나 이상의 AC에 대한 액세스 제어 또는 다른 동작을 실행 또는 조정하도록 트리거하거나, QoS 측정 리포트, 혼잡 제어 요청 또는 이웃 혼잡 제어 공고의 전송을 포함한다. 혼잡 레벨이 다른 혼잡 레벨이나 트리거 조건을 충족시키도록 감소되거나 증가되면, 각 MP 또는 노드는, 예를 들어, 동일한 특정된 혼잡 제어 동작을 실행한다. 성능이 동일 레벨로 유지되면, 예를 들어, 필수적으로 실행되어야 하는 동작은 없다. 트리거 조건들의 개수 및 유형과 관련 혼잡 제어 동작의 몇가지 예시가 도시되고 설명되며, 임의의 트리거 조건 및 혼잡 제어 동작이 예시적인 실시 예에서 실행된다.
예시적인 실시 예에 있어서, 혼잡 제어 동작들 중 한 동작은, 예를 들어, 하나 이상의 요청된 트래픽 스트림으로부터의 데이터 프레임을 수용할지 또는 전송할 지를 결정하기 위해 노드에서 수용 제어를 실행하거나 수용 제어 규칙을 변경하는 것을 포함한다. 예를 들어, 노드에 대한 성능 상태 또는 레벨(또는 충족된 트리거 조건)은 그 노드가 이하의 예시적인 수용 제어를 실행할 수 있게 한다. 노드 또는 스테이션은 연관성 요청(Association request) 또는 ADDTS(Add Traffic stream request)를 통한 노드 또는 MP로의 흐름에 대한 서비스를 요청한다. 노드 또는 MP에 대한 성능 레벨 또는 상태에 기초하여, 스트림은 수용되거나 지원되거나 또는 거절된다. 예를 들어, 낮은 혼잡 성능 레벨의 경우, 모든 새로운 트래픽 스트림이 지원되며, 중간 혼잡의 경우에는, 단지 높은 우선 순위의 요청만이(예를 들어, 높은 AC 요청) 또는 특정한 높은 우선 순위 또는 "바람직한" 클라이언트로부터의 요청이 지원되며, 높은 혼잡의 경우에는, 수용되거나 지원되는 새로운 트래픽 스트림 이 없다(예를 들어, 이 노드 또는 MP로 핸드오버(handover)된 트래픽 스트림만을 지원받음). 이것은 단지 예시적인 것일 뿐이며, 다른 구현이 실행될 수 있다.
또한, 도 4a에 도시되지는 않았지만, 프레임(400)내의 (예를 들어, 하나 이상의 비트를 포함하는) "수용 제어 동작" 필드는 수용 제어의 동작 모드를 특정하기 위해 제공된다. 그 동작 모드는 MP가 모든 수용 요청을 허용하도록 설정하거나 MP가 하나 이상의 업 스트림 MP에 새로운 요청을 전송하는 것을 정의하도록 설정하거나, MP가 예를 들어, 단말이 핸드오버를 하는 것과 같이 진행중인 스트림들만을 허용하도록 설정하거나, MP가 모든 수신된 수용 제어 요청을 거부하도록 설정한다. 예시적인 실시 예에 있어서, 수용 제어 동작 필드는 트리거 제어 필드(420)내의 또 다른 서브 필드로서 포함된다.
열화 및 개선된 성능에 대한 조건은 히스테리시스를 이용하며, 그에 따라, 혼잡 레벨에서의 각 변경은, 혼잡 제어 동작이 트리거되기 전에, 관련된 변경이 되거나 비교적 큰 변경이 되도록 결정된다. 히스테리시스를 이용하거나 열화 트리거 조건과 개선 트리거 조건간의 차이를 이용함으로써, 예시적인 실시 예에 따라, 성능 레벨에서의 작은 변경에 대한 동작의 불필요한 트리거링(triggering)이 방지된다. 트리거 타임아웃은, 예를 들어, 잠재적인 혼잡 제어 동작 스톰(storm)을 감소시키는데 이용된다.
예시적인 실시 예에 있어서, 각 무선 노드 또는 메쉬 포인트(MP)는 무선 트랜스시버, 프로세서 또는 제어기 및 메모리를 포함한다. 도 6은 예시적인 실시 예에 따라 무선 노드에 제공될 수 있는 예시적인 장치를 나타낸 블럭도이다. 스테이 션, AP, MP등과 같은 무선 노드는, 예를 들어, 신호를 전송 및 수신하는 무선 트랜스시버(602)와, 스테이션이나 노드의 동작을 제어하고, 명령이나 소프트웨어를 실행하는 제어기(604) 및 데이터 및/또는 명령을 저장하는 메모리(606)를 포함한다.
제어기(604)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 상기에서 설명한 하나 이상의 작업 또는 방법과 같은, 상술한 여러 작업 및 기능을 실행하기 위해, 메모리에 저장되거나 다른 컴퓨터 매체상의 소프트웨어나 다른 명령을 프로그램하거나 실행할 수 있다.
예시적인 실시 예에 있어서, 장치 또는 제어기(604)는 무선 네트워크에 있어서의 하나 이상의 성능 레벨에 대한 트래픽 혼잡과 관련된 하나 이상의 트리거 조건을 결정하도록 구성된다. 제어기(604)는 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 하나 이상의 성능 레벨의 각각과 연관시킨다.
또 다른 예시적인 실시 예에 있어서, 제어기(604)는 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 충족되었는지에 대한 결정을 하도록 구성된다. 제어기(604)는, 이 예시적인 실시 예에 있어서, 하나 이상의 트리거 조건이 충족되었다는 결정에 응답하여 주어진 성능 레벨과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 적어도 한 동작을 실행한다.
본 명세서에서 설명한 여러 기술의 구현은 디지털 전자 회로, 하드웨어와 펌웨어와 소프트웨어의 조합, 또는 그들의 조합으로 구현된다. 그 구현은, 예를 들 어, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터와 같은 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행 또는 그의 동작을 제어하기 위해, 예를 들어, 기계-판독 가능 저장 장치나 전파되는 신호와 같은 정보 캐리어내에 구체적으로 내장된 컴퓨터 프로그램과 같은 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현된다. 상술한 컴퓨터 프로그램이나 방법과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일되거나 해독되는 언어를 포함하는 임의 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램(stand-alone program)이나 모듈, 컴포넌트(component), 서브루틴(subroutine) 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 다른 유닛을 포함하는 임의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 한 사이트에서의 하나의 컴퓨터나 다수의 컴퓨터상에서 실행되거나, 다수의 사이트에 걸쳐 분산되거나 통신 네트워크에 의해 상호 접속되도록 전개될 수 있다.
방법 단계들은 입력 데이터에 대해 동작하거나 출력을 생성하여 기능들을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 실행시키는 하나 이상의 프로그램 가능 프로세서에 의해 실행된다. 방법 단계들은 예를 들어, FPGA(Field Programmable Gate Array)나 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit)와 같은 전용 로직 회로에 의해 실행되며, 장치는 그러한 전용 로직 회로로서 구현된다.
다수의 양태 및 실시 예가 상기에서 설명되었지만, 이들 양태 및 실시 예의 다양한 수정, 순열, 추가 및/또는 서브 조합이 가능함을 알 것이다. 그러므로, 이하의 첨부된 청구항이 그들의 진정한 사상 및 범주내에서 그러한 수정, 순열, 추가 및/또는 서브 조합 모두를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (32)

  1. 무선 네트워크에서 하나 이상의 성능 레벨에 대해 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 트리거 조건을 결정하는 단계(302)와,
    상기 하나 이상의 성능 레벨의 각각을 하나 이상의 혼잡 제어 동작과 연관시키는 단계(304)를 포함하는
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 무선 노드에서 충족되었는지를 결정하는 단계(308)와,
    상기 결정에 응답하여, 상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 상기 주어진 성능 레벨과 연관된 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 실행하는 단계(308)를 더 포함하는
    방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 충족되 었는지를 결정하는 단계에 응답하여,
    사전 설정된 타임-아웃 값(pre-determined time-out value)을 가진 타이머를 개시하는 단계(310)와,
    상기 타이머의 타임 아웃전에, 상기 하나 이상의 트리거 조건이 충족되었는지를 결정하는 단계에 추가로 응답하여, 임의의 추가적인 혼잡 제어 동작을 자제시키는 단계(310)를 더 포함하는
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크내의 하나 이상의 무선 노드에 메시지를 제공하는 단계(306)를 더 포함하되, 상기 메시지는 상기 하나 이상의 성능 레벨의 각각과 연관된 혼잡 제어 동작과 하나 이상의 트리거 조건을 포함하는
    방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 무선 노드로 제공되는 메시지는 혼잡 제어 프레임(400)을 포함하는
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정 단계와 상기 연관 단계는 다수의 트래픽 우선 순위의 각각에 대해 실행되는
    방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 결정 단계와 상기 연관 단계는 다수의 액세스 카테고리(access category)의 각각에 대해 실행되는
    방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 상기 트리거 조건을 결정하는 단계는, 이전의 성능 레벨에 기초한 혼잡 레벨과 연관된 하나 이상의 트리거 조건을 결정하는 것을 포함하는
    방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 트리거 조건은, 증가된 혼잡에 대응하는 제 1 트리거 레벨과, 감소된 혼잡에 대응하는 제 2 트리거 레벨을 포함하는
    방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 증가된 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 제 1 혼잡 제어 동작과, 감소된 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 제 2 혼잡 제어 동작을 포함하는
    방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 트리거 조건은 하나 이상의 QoS 메트릭(Quality of Service metric)을 포함하는
    방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 트리거 조건은 평균 패킷 에러율, 평균 패킷 지연, 드롭된 패킷 수, 연속하는 프레임 손실 수 및 평균 프레임 손실율 중 적어도 하나를 포함하는
    방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작은, 주어진 무선 노드에 대한 레이트 제어 메카니즘(rate control mechanism)에 따라, QoS(Quality of Service) 측정 리포트를 전송하는 동작, 혼잡 제어 요청을 전송하는 동작, 이웃 혼잡 제어 공고를 전송하는 동작, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라메타를 수립하는 동작들 중 적어도 하나를 포함하는
    방법.
  14. 제어기(604)와, 상기 제어기(604)에 결합된 메모리(606), 및 상기 제어기(604)에 결합된 무선 트랜스시버(602)를 포함하는 장치로서,
    상기 장치는,
    무선 네트워크에 있어서 상기 장치에 대한 하나 이상의 성능 레벨에 대해 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 트리거 조건을 정의하고, 상기 장치에 대한 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 하나 이상의 성능 레벨들의 각각에 연관시키는 메시지를 수신하는
    장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 장치는, 상기 성능 레벨들 중 주어진 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 상기 장치에서 충족되었는지를 결정하고,
    상기 결정에 응답하여, 상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 상기 주어진 성능 레벨과 연관된 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 실행하는
    장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    (ⅰ) 상기 하나 이상의 트리거 조건은 다수의 트래픽 우선 순위나 액세스 카테고리에 대해 결정되고,
    (ⅱ) 상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 다수의 트래픽 우선 순위나 액세스 카테고리와 각각으로 연관되는
    장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 트리거 조건은 이전의 성능 레벨에 기초하여 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 트리거 조건을 포함하는
    장치.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 트리거 조건은 증가된 혼잡에 대응하는 제 1 트리거 레벨과, 감소된 혼잡에 대응하는 제 2 트리거 레벨을 포함하는
    장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 증가된 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작과, 감소된 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 포함하는
    장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 트리거 조건은 하나 이상의 QoS 메트릭(Quality of Service metric)을 포함하는
    장치.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 하나 이상의 트리거 조건과 연관된 하나 이상의 QoS 메트릭(Quality of Service metric)을 주기적으로 측정하고,
    상기 측정된 QoS 메트릭을 하나 이상의 트리거 조건과 비교하고,
    상기 측정된 QoS 메트릭이 상기 하나 이상의 트리거 조건을 충족시키면, 상기 측정된 QoS 메트릭에 의해 충족된 하나 이상의 트리거 조건과 연관된 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 적어도 하나의 동작을 실행하는
    장치.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작은, 주어진 무선 노드에 대한 레이트 제어 메카니즘(rate control mechanism)에 따라, QoS(Quality of Service) 측정 리포트를 전송하는 동작, 혼잡 제어 요청을 전송하는 동작, 이웃 혼잡 제어 공고를 전송하는 동작, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라메타를 수립하는 동작들 중 적어도 하나를 포함하는
    장치.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 메시지는 상기 장치의 수용 제어를 위한 동작 모드를 특정하기 위해 수용 제어 동작 필드를 포함하는
    장치.
  24. 무선 네트워크로서,
    통신 가능하게 결합된 다수의 무선 노드(MP1,MP2,MP3)를 포함하되,
    상기 다수의 무선 노드(MP1,MP2,MP3)들 중 제 1 무선 노드(MP1)는 상기 다수의 무선 노드들 중 제 2 무선 노드(MP2)에 메시지(400)를 제공하고,
    상기 메시지(400)는,
    상기 무선 네트워크에 있어서 하나 이상의 성능 레벨에 대해 트래픽 혼잡과 연관된 하나 이상의 트리거 조건을 정의하고,
    상기 하나 이상의 성능 레벨들의 각각과 하나 이상의 혼잡 제어 동작을 연관시키는
    무선 네트워크.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 무선 메쉬 네트워크인
    무선 네트워크.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 802.11k 표준과 802.11s 표준중 적어도 하나의 표준을 따르는 무선 네트워크인
    무선 네트워크.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 노드(MP1)는 상기 메시지(400)를 무선 통신 링크를 통해 상기 제 2 무선 노드(MP2)에 제공하는
    무선 네트워크.
  28. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 2 무선 노드(MP2)는 상기 하나 이상의 트리거 조건과 연관된 하나 이상의 성능 레벨을 주기적으로 모니터링하는
    무선 네트워크.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 성능 파라메타는 하나 이상의 QoS 메트릭(Quality of Service metric)을 포함하는
    무선 네트워크.
  30. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 2 무선 노드(MP2)는
    상기 성능 파라메타에 기초하여, 상기 성능 레벨들중 주어진 성능 레벨에 대한 하나 이상의 트리거 조건이 제 2 무선 노드(MP2)에서 충족되었는지를 결정하고,
    상기 결정에 응답하여, 상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작들 중 상기 주어진 성능 레벨과 연관된 적어도 하나의 혼잡 제어 동작을 실행하는
    무선 네트워크.
  31. 제 24 항에 있어서,
    (ⅰ) 상기 하나 이상의 트리거 조건은 다수의 트래픽 우선 순위나 액세스 카테고리에 대해 각각 결정되고,
    (ⅱ) 상기 하나 이상의 혼잡 제어 동작은 다수의 트래픽 우선 순위나 액세스 카테고리와 각각으로 연관되는
    무선 네트워크.
  32. 제 24 항에 있어서,
    상기 각 성능 레벨에 대한 트리거 조건은 증가된 혼잡에 대응하는 제 1 트리거 레벨과, 감소된 혼잡에 대응하는 제 2 트리거 레벨을 포함하는
    무선 네트워크.
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