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KR100438824B1 - 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법들 - Google Patents

일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법들 Download PDF

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KR100438824B1 KR10-2001-0051007A KR20010051007A KR100438824B1 KR 100438824 B1 KR100438824 B1 KR 100438824B1 KR 20010051007 A KR20010051007 A KR 20010051007A KR 100438824 B1 KR100438824 B1 KR 100438824B1
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Abstract

일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법이 개시된다. 서로 공유된 전송 매체를 통해 통신하는 망 접속 집중국과 제1 ∼ 제N(여기서, N은 2이상의 양의 정수이다) 스테이션들을 갖는 일대다 데이타 통신망에서, 망 접속 집중국으로부터 연결 고유 번호를 할당받게 된 해당 스테이션을 위한 상향 채널의 전송 타이밍 정보를 설정할 경우의 이 전파 지연 보상 방법은, 최대의 전파 거리 지연 시간과 오프셋 시간으로 이루어진 맵 메시지를 전송 타이밍 정보로서 전송하는 단계와, 전송된 맵 메시지를 수신한 시점부터 오프셋 시간이 경과된 후, 데이타를 전송하는 단계 및 전송된 데이타를 수신한 실제 시간과 예상 시간간의 차이를 반영하여 전파 거리로 인한 실제 지연 시간을 예측하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 한다. 그러므로, 오버 헤드를 최소화함으로써 망 사용 효율 즉, 데이타 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Description

일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법들{Methods for compensating propagation delay in point-to-multipoint data communication networks}
본 발명은 일대다(Point-to-Multipoint) 데이타 통신망에 관한 것으로서, 특히, 일대다 데이타 통신망에서 데이타의 전파 지연을 보상하는 방법에 관한 것이다.
전송 매체를 공유하는 일대다 데이터 통신망으로서, 케이블 모뎀(cable modem)을 사용하는 하이브리드 섬유 및 동축(HFC:Hybrid Fiber & Coaxial)망과 무선 액세스망인 광 대역 무선 가입자망(B-WLL:Broadband Wireless Local Loop) 등이있다. 일반적으로 망 접속 집중국에서 각 스테이션으로의 전송 방향을 하향(downstream)이라고 하고 각 스테이션에서 망 접속 집중국으로의 전송 방향을 상향(upstream)이라고 한다. 이 때, 일대다 데이터 통신망에서 하향 채널은 주로 방송(broadcast)에 의해 데이터를 전송하고 상향 채널은 망 접속 집중국의 제어에 의해 매체를 공유하여 데이터를 전송한다. 특히 상향 채널에서의 효율적인 매체 접속을 위해 상호 규약된 방식에 의해 정해진 적절한 시기에 데이터를 전송하며, 이를 위해 각 스테이션들은 망 접속 집중국과 정확하게 망 동기되어야 한다.
일대다 데이터 통신망은 망 접속 집중국과 다수의 스테이션들로 구성된다. 망 접속 집중국은 모든 스테이션들의 동기를 자신의 동기에 맞추기 위해 주기적으로 시간 정보 메시지를 해당하는 스테이션으로 방송한다. 이 때, 각 스테이션은 방송된 시간 정보 메시지를 수신하여 자신의 망 타이머를 맞춘다. 뿐만 아니라 레인징(Ranging) 과정을 통해 망 접속 집중국과 각 스테이션간의 전파 거리 지연으로 인한 시간 보상을 해 줌으로써 망 접속 집중국이 원하는 시각에 정확하게 데이터를 송수신할 수 있다. 공유 매체의 사용 효율을 극대화하기 위해 망 접속 집중국은 각 스테이션과 관련된 여러 가지 파라미터를 기반으로 하여 스케줄링을 통해 각 스테이션의 송신 타이밍을 산출하므로써 매체 접속을 위한 송수신 타이밍 정보를 작성하고, 작성된 송수신 타이밍 정보를 전송 프레임 간격마다 스테이션으로 방송한다. 이 때, 송수신 타이밍 정보를 수신한 각 스테이션은 해당 송신 타이밍 정보 즉, 할당 시작 시간(Allocation Start Time)과 오프셋 시간(Offset)을 가산한 시간에 데이터를 망 접속 집중국으로 송신한다.
이러한 종래의 데이타 전송 및 전파 지연 방법들은 정확한 송신 타이밍을 결정하도록 망 동기를 유지하고 조절하기 위해, 망 접속 집중국이 각 스테이션들에게 주기적으로 동기(SYNC) 메시지를 방송해야 함은 물론 망 접속 집중국과 각 스테이션들간의 전파 거리로 인한 지연 보상을 위해 주기적인 레인징 메시지 교환 절차를 요구하여 오버 헤드를 증가시키는 문제점을 갖는다. 따라서, 순수한 데이터 전송을 위한 매체 사용이 그 만큼 줄어들게 됨으로서 전체 전송 용량에 영향을 미치게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 망 접속 집중국과 스테이션간의 전파 거리로 인한 지연을 레인징 메시지를 교환할 필요없이 보상할 수 있는 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 일대다 데이타 통신망을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 전송 타이밍 정보의 포맷을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 의한 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
도 4는 도 3에 도시된 전파 지연 보상 방법을 설명하기 위한 도면이다.
상기 과제를 이루기 위해, 서로 공유된 전송 매체를 통해 통신하는 망 접속 집중국과 제1 ∼ 제N(여기서, N은 2이상의 양의 정수이다) 스테이션들을 갖는 일대다 데이타 통신망에서, 상기 망 접속 집중국으로부터 연결 고유 번호를 할당받게 된 해당 스테이션을 위한 상향 채널의 전송 타이밍 정보를 설정할 경우의 본 발명에 의한 전파 지연 보상 방법은, 최대의 전파 거리 지연 시간과 오프셋 시간으로 이루어진 맵 메시지를 전송 타이밍 정보로서 전송하는 단계와, 전송된 상기 맵 메시지를 수신한 시점부터 상기 오프셋 시간이 경과된 후, 데이타를 전송하는 단계 및 전송된 상기 데이타를 수신한 실제 시간과 예상 시간간의 차이를 반영하여 전파 거리로 인한 실제 지연 시간을 예측하는 단계로 이루어지고, 상기 맵 메시지는 예측된 상기 지연 시간과 상기 오프셋 시간으로 갱신되는 것이 바람직하다.
이하, 일대다 데이타 통신망의 데이타 전송 방법을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 1은 일반적인 일대다 데이타 통신망을 설명하기 위한 도면으로서, 망 접속 집중국(Network Access Point)(10) 및 제1 ∼ 제N 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18)로 구성된다. 여기서, N은 2이상의 양의 정수이다.
도 1에 도시된 망 접속 집중국(10)은 제1 ∼ 제N 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18)과 공유된 전송 매체를 통해 유선 또는 무선으로 통신한다. 이 때, 종래의 데이타 전송 방법은 망 접속 집중국(10)으로부터 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18) 각각으로 주기적인 동기 메시지를 방송하였다. 그러나, 도 1에 도시된 일대다 데이타 통신망의 본 발명에 의한 데이타 전송 방법에서, 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18) 각각은 망 접속 집중국(10)으로부터 전송 타이밍 정보(Tx timing Information)를 전달받은 시점을 기준으로 자신의 데이타를 망 접속 집중국(10)으로 전송할 시간을 결정한다. 예컨데, 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18) 각각은 전송 타이밍 정보를 망 접속 집중국(10)으로부터 전달받은 시점으로부터 해당하는 오프셋 시간이 경과한 후 자신의 데이타를 망 접속 집중국(10)으로 전송한다. 여기서, 오프셋 시간은 망 접속 집중국(10)으로부터 전달받은 전송 타이밍 정보에 포함된다. 이 때, 전송 타이밍 정보에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 살펴본다.
도 2는 본 발명에 의한 전송 타이밍 정보의 포맷을 나타내는 도면으로서, MAC(Medium Access Control) 헤더(40), MM(Management Message) 헤더(42), 상향 채널 고유번호(ID)(44), 개체의 총수(46), 연결 ID들(48), 데이타 형태들(50) 및 오프셋 시간(OFFSET)들(52)로 구성된다.
도 2에 도시된 본 발명에 의한 전송 타이밍 정보는 할당 시작 시간을 포함하는 종래의 전송 타이밍 정보의 포맷과 달리 할당 시작 시간을 포함하지 않는다. 도 2를 참조하면, MAC 헤더(40)는 매체 접속 제어와 관련된 헤더로서, 소스(source) 주소, 목적지(destination) 주소 및 패킷 타입 등의 정보 따위를 포함한다. MM 헤더(42)는 전송 패킷이 일반 데이타가 아닌 메시지인 경우 메시지 종류 및 메시지 관련 정보를 포함한다. 여기서, 전송 타이밍 정보는 특정 상향 채널을 공유하는 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18)간의 전송 타이밍을 제어하기 때문에 상향 채널 ID(44)는 관련된 상향 채널 ID값을 포함한다. 이 때, 개체의 총 수(46)는 개체(연결 ID + 데이타 형태 + OFFSET)의 총 수를 나타낸다. 연결 ID들(48) 각각은 연결 설정시 할당받은 ID를 나타내고, 데이타 형태들(50) 각각은 전송 데이타의 형태 즉, 전송률이나 변조 방식등을 나타내고, 오프셋 시간(OFFSET)들(52) 각각은 오프셋 시간을 나타낸다.
결국, 일대다 데이타 통신망의 데이타 전송 방법은 망 접속 집중국(10)으로부터 전송 타이밍 정보를 수신한 시점을 기준으로 상향 채널의 데이타 전송 시점을 결정함을 알 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법을 첨부한 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법을 설명하기 위한 플로우차트로서, 맵 메시지를 전송하고 이를 수신한 시점부터 오프셋 시간이 경과된 후 전송한 데이타를 수신하여 전파 거리 지연 시간을 예측하는 단계(제70 ∼ 제74 단계들)로 이루어진다.
도 4는 도 3에 도시된 전파 지연 보상 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 망 접속 집중국(90)과 해당하는 스테이션(92)으로 구성된다.
망 접속 집중국(10)과 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18)간의 전파 거리로 인한 지연을 보상하기 위해서, 망 접속 집중국(10)과 스테이션들(12, 14, ..., 16 및 18) 각각이 레인징 메시지를 교환하는 종래의 전파 지연 보상 방법과 달리, 본 발명에 의한 전파 지연 보상 방법은 다음과 같이 전파 지연을 보상한다.
망에 접속하여 도 1에 도시된 망 접속 집중국(10)으로부터 연결 ID(48)를 할당받게 된 해당 스테이션(12, 14, ..., 16 또는 18)을 위한 상향 채널의 전송 타이밍 정보를 설정할 경우, 이전에 측정된 전파 거리 지연 시간 정보가 없으므로 본 발명에 의한 전파 지연 보상 방법은 먼저, 최대의 전파 거리 지연 시간(Max. propagation delay)과 오프셋 시간(Offset)으로 이루어진 맵 메시지(MAP)(94)를 전송 타이밍 정보로서 도 4에 도시된 바와 같이 망 접속 집중국(90)으로부터 해당하는 스테이션(92)으로 전송한다(제70 단계). 이 때, 맵 메시지(MAP)가 망 접속 집중국(90)으로부터 해당 스테이션(92)으로 전송되는데 전파 지연(98)이 발생한다.
제70 단계후에, 망 접속 집중국(90)으로부터 전송된 맵 메시지(MAP)를 수신한 해당 스테이션(92)은 맵 메시지(MAP)를 수신한 시점을 기준으로 도 2에 도시된 전송 타이밍 정보에 기록된 해당하는 오프셋 시간(OFFSET)(100)만큼 기다린 후, 해당하는 데이타를 망 접속 집중국(90)으로 전송한다(제72 단계). 여기서, 데이타가 해당 스테이션(92)으로부터 망 접속 집중국(90)으로 전송되는데 전파 지연(102)이 발생한다.
제72 단계후에, 망 접속 집중국(90)은 해당 스테이션(92)으로부터 데이타(DATA)를 수신한 실제 시간과 데이타(DATA)를 수신할 예상 시간 간의 차이(GAP)(96)를 반영하여 전파 거리로 인한 실제 지연 시간을 예측한다(제74 단계). 여기서, 예측된 지연 시간은 최대의 전파 거리 지연 시간으로부터 차이(GAP)를 감산한 결과에 해당하며, 다음의 전송 타이밍 정보의 산출에 사용된다. 제74 단계에서 예측된 지연 시간과 오프셋 시간으로 맵 메시지(MAP)가 갱신된다. 이 때, 본 발명에 의한 전파 지연 보상 방법은 제74 단계를 반복적으로 수행하여 전파 거리 지연 보상을 지속적으로 유지시킴은 물론 스테이션(92)의 이동으로 인한 전파 지연 보상도 해결할 수 있다. 즉, 다음 시간에서, 예측된 전파 거리 지연 시간과 오프셋 시간으로 이루어진 갱신된 맵 메시지(MAP)(104)가 망 접속 집중국(90)으로부터 해당 스테이션(92)으로 전송되고, 해당 스테이션(92)은 갱신된 맵 메시지(MAP)를 수신한 시점부터 오프셋 시간(106)이 경과한 후, 자신의 데이타(DATA)를 망 접속 집중국(90)으로 전송한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 일대다 데이타 통신망의 데이타 전송 방법 및 전파 지연 보상 방법은 일대다 데이타 통신망에서 망 동기를 유지하고 조절하기 위해 망 접속 집중국으로부터 스테이션들로의 주기적인 동기 메시지를 방송할 필요성을 제거하고, 전파 거리 지연을 보상하기 위해 망 접속 집중국(10)과 각 스테이션(12, 14, ..., 16 또는 18) 간의 주기적인 레인징 메시지를 교환할 필요성을 제거하여 오버 헤드를 최소화함으로써 망 사용 효율 즉, 데이타 전송 효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 갖는다.

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  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 서로 공유된 전송 매체를 통해 통신하는 망 접속 집중국과 제1 ∼ 제N(여기서, N은 2이상의 양의 정수이다) 스테이션들을 갖는 일대다 데이타 통신망에서, 상기 망 접속 집중국으로부터 연결 고유 번호를 할당받게 된 해당 스테이션을 위한 상향 채널의 전송 타이밍 정보를 설정할 경우의 전파 지연 보상 방법에 있어서,
    (a) 최대의 전파 거리 지연 시간과 오프셋 시간으로 이루어진 맵 메시지를 전송 타이밍 정보로서 전송하는 단계;
    (b) 전송된 상기 맵 메시지를 수신한 시점부터 상기 오프셋 시간이 경과된 후, 데이타를 전송하는 단계; 및
    (c) 전송된 상기 데이타를 수신한 실제 시간과 예상 시간간의 차이를 반영하여 전파 거리로 인한 실제 지연 시간을 예측하는 단계를 구비하고,
    상기 맵 메시지는 예측된 상기 지연 시간과 상기 오프셋 시간으로 갱신되는 것을 특징으로 하는 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 (c) 단계는 반복되는 것을 특징으로 하는 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법.
  6. 제4 항에 있어서, 상기 전송 타이밍 정보는 할당 시작 시간을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 일대다 데이타 통신망의 전파 지연 보상 방법.
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