(57)【要約】  携帯インターネットシステム端末装置がアップリンクデータを伝送する時、分類機のキュー演算遂行で相互排除を保証する方法を提供する。携帯インターネットシステムの端末装置でアップリンクデータを処理する方法で、分類機が発生したパケットを等級別に分類する。パケットが分類された後、キュー演算関数の情報が循環キューに貯蔵され、循環キューで関数の情報が抽出されながら、待機キューにキューイング動作が行われる。そして、パケット処理機が待機キューに待機中であるパケットを処理して送出する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体接続制御階層と物理階層を有する携帯インターネットシステムの端末装置において、
前記媒体接続制御階層は、
パケットを等級別に分類する分類機と、
前記分類機でパケットが分類された後、一定時間が経過した後にキュー演算関数を呼び出す遅延機と、
前記キュー演算関数によってパケットを貯蔵する待機キューと、
前記待機キュー内のパケットを処理して前記物理階層へ送出するパケット処理機とを含むことを特徴とする携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項２】
前記遅延機は、前記キュー演算関数のポインタ及び引数を貯蔵する循環キューを含むことを特徴とする、請求項１に記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項３】
前記循環キューに貯蔵された前記ポインタ及び引数はカーネルスレッドによって順次に抽出されることを特徴とする、請求項２に記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項４】
前記循環キューは前記分類機と前記待機キューによって共用されることを特徴とする、請求項３に記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項５】
前記分類機はカーネルのタスクレットで運営され、
前記待機キューと前記パケット処理機はカーネルスレッドで運営されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項６】
前記カーネルはリナックスカーネルを含むことを特徴とする、請求項５に記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項７】
前記パケット処理機は、
前記待機キューを利用して受諾制御を行う受諾制御機と、
前記待機キュー内のパケットを分析し、必要帯域幅を計算する帯域幅管理機と、
前記計算された帯域幅を要求して割り当てる帯域幅制御機と、
前記待機キュー内のパケットを、各パケットの優先順位別に前記割り当てられた帯域幅を用いて送出する優先順位制御機と
を含むことを特徴とする、請求項５に記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項８】
前記分類はサービス品質（ＱｏＳ）ポリシーによって決められることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかに記載の携帯インターネットシステムの端末装置。
【請求項９】
携帯インターネットシステムの端末装置でアップリンクデータを伝送する方法において、
パケットを等級別に分類する第１段階と、
前記パケットを分類した後、一定時間が経過した後にキュー演算関数を呼び出す第２段階と、そして
前記呼出されたキュー演算関数でパケットのキューイング動作を行う第３段階とを含むことを特徴とする端末装置でのアップリンクデータ伝送方法。
【請求項１０】
前記第２段階は、
前記パケットを分類し、キュー演算関数の情報を循環キューに貯蔵する段階と、
前記循環キューに貯蔵された関数情報を順次に抽出する段階とを含むことを特徴とする、請求項９に記載の端末装置のアップリンクデータ伝送方法。
【請求項１１】
前記第１段階はタスクレットで行われ、
前記第３段階はカーネルスレッドで行われることを特徴とする、請求項９または１０に記載の端末装置のアップリンクデータ伝送方法。
【請求項１２】
前記キューイングされたパケットに対して受諾制御を行う第４段階と、
前記受諾制御によって受諾されたパケットに対して必要な帯域幅を計算する第５段階と、
前記計算された帯域幅を割り当てる第６段階と、
前記パケットを、前記割り当てられた帯域幅を用いて優先順位別に送出する第７段階とをさらに含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の端末装置のアップリンクデータ伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は携帯インターネットシステムの端末装置、前記端末装置のアップリンクデータ伝送方法及び記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯インターネットシステムは従来の無線ＬＡＮのように固定されたアクセスポイントを利用する近距離データ通信方式に移動性を支援する次世代通信方式であり、現在ＩＥＥＥ８０２．１６、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅなどを中心に標準化が進められている。携帯インターネットシステムは移動通信サービスのように基地局の間で加入者端末装置のハンドオーバーを支援し、加入者端末装置の移動によって動的なＩＰアドレス割り当てを行う。
【０００３】
携帯インターネットシステムは直交周波数分割多重化（ＯＦＤＭ、ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を変復調に使用し、周波数分割多重化（ＦＤＭＡ、ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）/時間分割多重化（ＴＤＭＡ、ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）方式を使用者多重化に使用するシステムである。このような携帯インターネットシステムはパケットを等級別に分類し、等級による差別送出のためにＱｏＳ（ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ、サービス品質）保証機能を備えている。したがって、端末装置はアプリケーション階層のアップリンクデータを直ちに送出せず、待機キューに待機させた後、様々なＱｏＳポリシーを適用して優先順位を付与した後、順位別送出を行う。
【０００４】
携帯インターネットシステムの端末装置で、アップリンクデータは分類機を経て等級別に分類されて待機キューに貯蔵され、待機キューのデータはパケット処理機によってＱｏＳポリシーが適用された後、優先順位別に送出される。この時、使用者パケットが端末装置内の分類機に到着するためにカーネル（例えば、リナックスカーネル）上でインタラプトとインタラプトハンドリングルーチンが駆動される。そして、インタラプトとインタラプトハンドリングルーチンは再びタスクレット（ｔａｓｋｌｅｔ）と連結され、タスクレットが分類機を呼び出すことによって使用者パケットが分類機に到着することができる。つまり、分類機と待機キュー演算関連ルーチンはタスクレットの一部として動作する。
【０００５】
なお、待機キューで優先順位を適用してパケットを処理する部分はインタラプトに基づいてデータが到着する時に処理されるのではなく、バックグラウンドで独立的に行われるデーモンのような性格を有するので、リナックスカーネルのカーネルスレッドで処理される。したがって、待機キューを共通データとして分類機はタスクレットで運営され、パケット処理機はカーネルスレッドで運営されながら、アップリンクデータが処理される。
【０００６】
しかし、タスクレットはインタラプトに基づいて駆動されるルーチンであるためアトミック演算を保証することができない。つまり、あるタスクレット遂行が完全に終了しない状態で他のタスクレットが駆動されることもある。アップリンクデータは非同期的に発生するイベントであるが、このようなイベント発生頻度が頻繁であるとインタラプトがよく発生するので、多様なタスクレットが重なって駆動されることがある。
【０００７】
そして、分類機は常に待機キューにデータを貯蔵するためにキュー挿入演算を行う。このようなキュー挿入演算は基本的に連結リストの連結構造を変える作業であるので、キュー挿入演算関連データ構造の修正は相互排他的に動作しなければならない。そうでなければ、このデータ構造が非正常的に修正されて好ましくない動作が発生することがある。
【０００８】
しかし、前述したように、分類機はタスクレットで動作してアトミック演算を保証することができない。それで、キュー関連演算の相互排除が保証できなくて先のデータ構造が誤って修正される危険性が残っている。そして、このデータ構造の誤った修正はシステムの中断（ｆａｕｌｔ）をもたらすという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の長所は、携帯インターネットシステム端末装置がアップリンクデータを伝送する時、分類機のキュー演算における相互排除性を保証する方法を備えることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決するために本発明の１つの特徴によると、媒体接続制御階層と物理階層を有する携帯インターネットシステムの端末装置が提供される。端末装置の媒体接続制御階層は分類機、遅延機、待機キュー及びパケット処理機で構成される。分類機はパケットを等級別に分類し、遅延機は前記分類機でパケットが分類された後、一定時間が経過した後にキュー演算関数を呼び出す。待機キューは前記キュー演算関数によってパケットを貯蔵し、パケット処理機は前記待機キューに待機中であるパケットを処理して前記物理階層に送出する。
【００１１】
前記遅延機は前記キュー演算関数のポインタ及び引数を貯蔵する循環キューを含む。
【００１２】
本発明の他の特徴によると、携帯インターネットシステムの端末装置でアップリンクデータを伝送する方法が提供される。この方法によると、パケットが等級別に分類され、一定時間が経過した後にキュー演算関数が呼び出される。そして、前記呼出されたキュー演算関数によってキューイング動作が行われる。
【００１３】
前記キュー演算関数の呼び出し動作は、分類されたパケットと循環キューに貯蔵されたキュー演算関数の情報の貯蔵、及び前記循環キューに貯蔵されたキュー演算関数の情報の順次抽出を含む。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、分類機が待機キュー及びパケット処理機と循環キューを共用し、特に、待機キューがタスクレットで動作し、待機キューとパケット処理機がカーネルスレッドで動作することによって故障に強いアップリンクデータ伝送を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
添付の図面は、発明仕様書の部分となって関連付けられ、発明の実施例を描写し、明細書と協働して本発明の主要事項の説明を助ける。
【００１６】
以下、添付した図面を参照して本発明の実施例について本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。しかし、本発明は多様で相異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限られない。図面で本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略した。明細書全体にわたって類似の部分については類似の図面符号を付けた。
【００１７】
次に、本発明の一実施例による携帯インターネットシステムの端末装置及び端末装置でのアップリンクデータ伝送方法について図面を参照して更に詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例による携帯インターネットシステムの端末装置の階層構造を示す。
【００１９】
図１に示したように、端末装置の階層構造は媒体接続制御（ＭＡＣ、ｍｅｄｉｕｍ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ）階層１００及び物理階層２００を含む。端末装置のアプリケーション階層（図示せず）で発生したアップリンクデータはＭＡＣ階層１００を経て物理階層２００に伝送される。
【００２０】
物理階層２００は変復調、ＲＦ処理を含む無線通信を行う階層であり、ＭＡＣ階層１００は物理階層２００の上部に位置して、アップリンクデータの物理階層への接続を制御するプロトコールである。このＭＡＣ階層１００は、アプリケーション階層で発生したアップリンクデータのパケットを等級別に分類して貯蔵した後、この貯蔵されたデータパケットを物理階層２００に伝達して、サービスポリシー品質に応じた優先順位による伝送とする。
【００２１】
次に、図２及び図３を参照して、本発明の実施例による端末装置のＭＡＣ階層について詳細に説明する。図２は本発明の一実施例による端末装置のＭＡＣ階層を更に詳細に説明する。図２はＭＡＣ階層におけるアップリンクデータ処理構造であり、図３は図２のパケット処理機の概略的な構造である。
【００２２】
図示のように、ＭＡＣ階層１００は分類機１１０、循環キュー１２０、待機キュー１３０及びパケット処理機１４０を含む。分類機１１０とパケット処理機１４０はＱｏＳポリシーに基づいたデータを分類し処理するように設計されている。分類機１１０は第１領域に備えられ、待機キュー１３０及びパケット処理機１４０は第２領域に備えられて、循環キュー１２０を共用している。
【００２３】
アップリンクデータ処理機１１０の分類機１１０はアプリケーション階層で発生したパケットを等級別に分類し、キュー関連演算を行う関数のポインタ（ｐｏｉｎｔｅｒ）及び引数（ａｒｇｕｍｅｎｔ）を循環キュー１２０に貯蔵する。
【００２４】
循環キュー１２０はキューの先頭と末尾を有し、先頭では一般に書込み動作が行われ、末尾では読取り動作が行われるようになっているので、バッファーの大きさが許容される限り書込みと循環キュー１２０で書込みと読取りが独立的に行われる。そして、循環キュー１２０に書き込まれたポインタ及び引数などの関数関連情報はカーネルスレッドによって順次に読取られ、キュー関連演算を行う関数が一列に呼び出される。つまり、本発明の実施例では分類機１１０がパケットを等級別に分類した時点で一定時間が遅延された後にキュー関連演算を行う関数が呼び出され、循環キュー１２０は関数呼出を遅延する遅延機の役割を果たす。循環キュー１２０でキュー演算関数が順次に呼出されると、関数演算によって待機キュー１３０にパケットが貯蔵される。
【００２５】
パケット処理機１４０は待機キュー１３０に待機中であるパケットを処理してＱｏＳポリシーによって優先順位別に送出する。図３を参照すると、このようなパケット処理機１４０は受諾制御機１４１、帯域幅管理機１４２、帯域幅制御機１４３及び優先順位制御機１４４を含む。
【００２６】
受諾制御機１４１はトラフィックの状況を勘案して待機キュー１３０にあるデータを選別して廃棄するか収容するかを決める。帯域幅管理機１４２は待機キュー１３０に待機中であるデータを分析して必要な帯域幅を計算し、帯域幅制御機１４３は計算された帯域幅を要請する。優先順位制御機１４４は確保された帯域幅を基準にして帯域幅の長さを超えない範囲で待機キュー１３０に待機中であるデータをＱｏＳポリシーによって優先順位の高い順に抽出して送信する。  
【００２７】
そして、アップリンクデータは非同期的に発生するイベントであるので、分類機１１０はリナックスカーネルのタスクレットで運営され、待機キュー１３０とパケット処理機１４０はデーモンのように絶えず循環しながら反復的に動作するためにカーネルスレッドで運営されることができる。つまり、循環キュー１２０を中心で共用しながら一側の分類機１１０はリナックスカーネルのタスクレットで運営され、他側の待機キュー１３０とパケット処理機１４０はリナックスカーネルのカーネルスレッドで運営されることができる。
【００２８】
次に、図４を参照して本発明の実施例によるアップリンクデータ伝送方法について説明する。図４は本発明の実施例によるアップリンクデータ伝送方法を示す流れ図である。
【００２９】
図４に示したように、アップリンクデータが発生されると分類機１１０はアップリンクデータパケットをＱｏＳポリシーによって等級別に分類し（Ｓ４１０）、キュー演算を行う関数のポインタ及び引数を循環キュー１２０に貯蔵する（Ｓ４２０）。循環キュー１２０に貯蔵された関数のポインタ及び引数はカーネルスレッドによって一定時間が遅延された後に読取られてキュー演算を行う関数が呼び出される（Ｓ４３０）。そして、キュー関連関数が呼出されると、その関数の演算によって分類機１１０によって分類されたパケットが待機キュー１３０に貯蔵されるキューイング（ｑｕｅｕｉｎｇ）動作が行われる（Ｓ４４０）。
【００３０】
この時、循環キュー１２０に貯蔵された関数情報はカーネルスレッドによって順次に読取られながらキュー関連関数が一列に呼び出される。したがって、キュー関連演算の相互排除が保証されてキュー関連演算遂行中に何らかのデータ構造が誤って修正されることを防止することができる。
【００３１】
パケット処理機１４０の受諾制御機１４１はキューイング動作が終わった待機キュー１３０を利用して受諾制御を行う。このような受諾制御によってネットワークのトラフィック負荷に応じて重要度の低いパケットが廃棄される。その後、帯域幅管理機１４２は待機キュー１３０に待機中であるパケットを分析して必要な帯域幅を計算し（Ｓ４６０）、帯域幅制御機１４４は計算された帯域幅を要求してその帯域幅を割り当てる（Ｓ４７０）。次に、優先順位制御機１４４は割り当てられた帯域幅の長さを超えない範囲内で待機キュー１３０に待機中であるパケットを優先順位の高い順に抽出して割り当てられた帯域幅に位置させて送出する。このように送出されたパケットは物理階層２００を通って基地局（ＢＳ）に送出される。このようなキューイング動作とパケット処理動作は、（Ｓ４５０〜Ｓ４８０）で、デーモンのように絶えず動作している。
【００３２】
アップリンクデータ伝送方法はプログラムで実装されて端末装置の情報処理機で実行させられるように記録媒体に貯蔵される。この記録媒体とは、コンパクトディスク読取専用メモリＣＤ-ＲＯＭ、ランダムアクセスメモリＲＡＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスクなどである。
【００３３】
以上のように、分類機は循環キューを待機キュー及びパケット処理機と共用し、 待機キューはタスクレットで運営されて、待機キュー及びパケット処理機はカーネルスレッドで運営されて、誤りの生じ難い強いアップリンクデータ伝送を可能にしている。
【００３４】
本発明の実施例について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、請求範囲で定義する本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施例による携帯インターネットシステムの端末装置の階層構造を示す図面である。
【図２】本発明の実施例による端末装置のＭＡＣ階層を示す図面である。
【図３】図２のパケット処理機の概略的な構造である。
【図４】本発明の実施例によるアップリンクデータ伝送方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【００３６】
１００  ＭＡＣ階層
１１０  分類機
１２０  循環キュー
１３０  待機キュー
１４０  パケット処理機
１４１  受諾制御機
１４２  帯域幅管理機
１４３  帯域幅制御機
１４４  優先順位制御機
１５０  ＱｏＳポリシー貯蔵機
２００  物理階層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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