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KR101645165B1 - 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법 - Google Patents

다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법 Download PDF

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KR101645165B1
KR101645165B1 KR1020100004070A KR20100004070A KR101645165B1 KR 101645165 B1 KR101645165 B1 KR 101645165B1 KR 1020100004070 A KR1020100004070 A KR 1020100004070A KR 20100004070 A KR20100004070 A KR 20100004070A KR 101645165 B1 KR101645165 B1 KR 101645165B1
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South Korea
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frame
wireless
wireless lan
transmission
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김윤주
최지연
이석규
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한국전자통신연구원
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Abstract

다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 액세스 포인트 및 무선 단말의 송신 권한 설정 방법과 데이터 송수신 방법에 관한 기술이 개시된다. 이러한 기술에 따르면, 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 무선 단말로부터 수신하는 단계; 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법이 제공된다.

Description

다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법{METHOD FOR SETTING TRANSMISSION OPPORTUNITY AND FOR TRANSMITTING AND RECEIVING DATA IN WIRELESS LAN SYSTEM USING MULTIPLE CHANNEL}
본 발명은 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 액세스 포인트 및 무선 단말의 송신 권한 설정 방법과 데이터 송수신 방법에 관한 것이다.
본 발명은 지식경제부의 IEEE 802.11 VHT 초고속 무선랜 무선전송 연구사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2009-F-046-01, 과제명: IEEE 802.11 VHT 초고속 무선랜 무선전송 연구]
현재 인터넷을 사용하는 요구가 급속하게 증가하고 있으며, 특히 무선랜을 이용하여 인터넷을 사용하는 경우가 많아지고 있다. 무선랜(Wireless LAN) 서비스는 무선 매체를 데이터 전달의 매개체로 이용하여 종래의 근거리 유선 통신, 즉 유선랜이 제공하는 서비스를 제공하기 위한 서비스이다. 일반적으로 많이 사용하는 무선 통신 방법은 IEEE 802.11 인프라-스트럭처 방식이 있다. 무선 랜 기술은 IEEE 802.11n까지 진화하였는데, 이는 종래의 수십 Mbps의 데이터 전송속도를 최대 600Mbps까지 향상시킨 기술이다.
무선랜 서비스는 유무선 게이트웨이 역할을 담당하는 액세스 포인트(Access Point, AP)를 이용하여 노트북, 개인 휴대 단말기(PDA) 등과 같은 무선 단말(station, STA)이 무선 인터넷 서비스 등 각종 서비스를 제공받을 수 있도록 한다. 즉, IEEE 802.11에서 정의하는 무선랜의 매체 접근 제어(MAC, Medium Access Control) 프로토콜은 기본적으로 분산 시스템(Distributed System)의 접속점 역할을 하는 엑세스 포인트와 무선 단말로 구성된 서비스 셋(Basic Service Set, BSS)을 지원한다. 액세스 포인트는 랜(LAN) 허브와 비슷한 역할을 수행하며, 한 개의 액세스 포인트당 기 설정된 서비스 영역에 위치하는 무선 단말로 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 서비스 영역이란 엑세스 포인트가 무선 단말로 서비스를 제공할 수 있는 영역을 나타낸다
최근 들어, 무선랜을 사용하는 사용자가 급격히 늘면서, 하나의 BSS, 즉 무선랜 시스템에서 제공되는 데이터 쓰루풋(throughput)을 증가시키고자 하는 요구가 늘어나고 있다. 이를 위하여, 다중 채널을 이용하여 무선랜 서비스를 제공하는 시스템에 대한 연구가 이루어지고 있다.
본 발명은 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 복수의 무선 단말에 고용량의 서비스를 제공할 수 있는 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 복수의 무선 단말에 대한 호환성을 지원하여, 무선랜 시스템의 성능 및 서비스 질(QoS)을 향상할 수 있는 매체 접근 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 무선 단말로부터 수신하는 단계; 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송하는 단계; 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 권한 설정 구간에서 제1무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 제1무선 단말로부터 수신하는 단계; 상기 송신 권한 설정 구간에서 최초로 전송된 상기 RTS 프레임에 포함된 무선랜 모드를 상기 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상으로 선택하는 단계; 및 CTS 프레임을 상기 제1무선 단말로 전송하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 무선랜 모드를 나타내는 설정 모드 정보를 액세스 포인트로부터 수신하는 단계; 설정 모드 정보에 따라 랜덤 백오프를 수행하는 단계; 및 상기 랜덤 백오프에 따라 무선 단말의 무선랜 모드 정보를 포함하는 RTS 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 권한 설정 구간에서, 무선 단말로부터 전송된 RTS 프레임에 응답하여, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 단계; 및 상기 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 상기 무선 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정되는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 권한 설정 구간에서, 액세스 포인트로 RTS 프레임을 전송하는 단계; 상기 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 액세스 포인트로부터 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 수신하는 단계를 포함하며, 상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정되는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말로부터 상기 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터의 크기 정보를 수신하는 단계; 상기 크기 정보를 상기 복수의 무선 단말로 전송하는 단계; 및 무선 단말의 송신 구간에서, 상기 크기 정보에 따라 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 상기 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신하는 단계를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 데이터 수신 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 무선 단말의 데이터 전송 방법에 있어서, 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터 크기 정보를 액세스 포인트 또는 상기 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신하는 단계; 상기 업링크 데이터 크기에 따라, 데이터 송신 구간에서 상기 복수의 무선 단말 각각의 데이터 프레임 및 상기 무선 단말의 데이터 프레임의 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 상기 무선 단말의 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절하는 단계; 및 상기 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계를 포함하는 데이터 전송 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에 포함된 무선 단말의 무선랜 모드에 무관하게 호환성이 보장되며, 무선 단말에 송신 권한을 설정할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 다중 채널 각각을 통해 접속된 복수의 무선 단말 각각의 업링크 데이터 프레임에 따라, 데이터 프레임의 크기 또는 길이를 조절함으로써, 복수의 무선 단말이 액세스 포인트로 데이터 프레임을 전송할 수 있는 호환성이 제공될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에 포함된 복수의 무선 단말에 대용량의 서비스가 동시에 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 도 2 및 도 3에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 5 및 도 6에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 다른 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면,
도 12는 도 10 및 도 11에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면,
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 도면,
도 15는 도 13 및 도 14에서 설명된 데이터 송수신 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 16은 도 13 및 도 14에서 설명된 데이터 송수신 방법의 다른 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면,
도 17은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
전술된 IEEE 802.11n 보다 더 높은 전송 속도를 보장하기 위해, 최근 차세대 무선 랜(Next Generation Wireless LAN)에 대한 연구가 진행되고 있으며, IEEE 802.11의 Working Group(WG)내의 TGac(Task Group)가 형성되어 Gbps의 데이터 전송이 가능한 새로운 표준을 제정하는 작업을 진행 중이다. 그리고 참고로 IEEE 802.11a/b/g 표준은 레거시(Legacy) 모드로, IEEE 802.11e 표준은 QoS 모드, IEEE 802.11n 표준은 HT(High Throughput) 모드로 각각 지칭된다. 또한 IEEE 802.11ac에서 새로 논의 중인 표준은 고용량(Very High Throughput, VHT) 모드로 불리고 있다. 이하에서는 고용량 모드가 아닌 무선랜 모드를 일반 모드로 지칭하기로 한다.
IEEE 802.11ac에서는 다중 채널을 이용하여 복수의 무선 단말에 동시에 무선랜 서비스를 제공하는 방법이 연구되고 있다. 고용량 모드의 무선랜 시스템에서도 무선 단말은 IEEE 802.11 MAC 규격에서 정의하는 RTS(Request to Send)/CTS(Clear to Send)/DATA/ACK의 프레임 교환 시퀀스(frame exchange sequence)에 따라 송신 권한을 획득하여, 액세스 포인트로 업링크 데이터 프레임을 전송한다.
일반 모드의 무선랜 시스템은 하나의 채널을 이용하여 무선랜 서비스를 제공하지만, 고용량 모드의 무선랜 시스템은 다중 채널을 이용하여 무선랜 서비스를 제공하기 때문에, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템(Multiple Channel Basic Service Set, MUCH-BSS)에 대한 송신 권한 설정 방법이 요구된다. 특히, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에는 고용량 모드의 무선 단말뿐만 아니라, 일반 모드의 무선 단말도 포함될 수 있기 때문에, 복수의 무선 단말에 대한 호환성을 지원하는 송신 권한 설정 방법이 요구된다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에서는 4개의 채널(MCH_1 내지 MCH_4)을 이용하는 무선랜 시스템이 일실시예로서 설명된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선랜 시스템은 액세스 포인트(100) 및 제1 내지 제6무선 단말(101 내지 106)을 포함한다. 제1 내지 제3무선 단말(101 내지 103)은 고용량 모드를 지원하지 않는 레거시, QoS 또는 HT 모드, 즉 일반 모드의 무선 단말이다. 액세스 포인트(100), 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106) 각각은 고용량 모드를 지원하는 고용량 액세스 포인트 및 고용량 무선 단말이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, IEEE 802.11 MAC 규격에서 정의하는 일반 무선 단말과의 호환성을 위하여, 20MHz 대역폭이 기본 대역폭으로 사용되며, IEEE 802.11에 정의된 규격에 따라 40MHz 대역폭이 지원될 수 있다. 그리고 본 발명의 일실시예에서 지원되는 다중 채널의 개수 역시 대역폭에 따라 달라질 수 있다.
액세스 포인트(100)는 CSMA/CA 프로토콜에 따라 독립적으로 다중 채널(MCH_1 내지 MCH_4) 각각을 제어하며, 제1 내지 제6무선 단말(101 내지 106)로 무선랜 서비스를 제공한다. 이 때, 액세스 포인트와 무선 단말 사이의 다중 채널 구성은 무선 단말의 특징, 또는 무선 단말에서 요구되는 서비스 특징에 따라 이루어진다. 그리고 다중 채널을 지원하는 액세스 포인트의 MU-MIMO 물리(PHY) 계층에서는 다중 채널 각각에 대해 서로 간섭을 주지 않도록 구성된 서로 다른 빔(beam)이 이용되어, 무선 단말로 데이터가 전송될 수 있다.
본 발명에 따르면, 도 1에 도시된, 일반 모드의 무선 단말과 고용량 모드의 무선 단말을 모두 포함하며 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에 포함된 무선 단말은 호환성이 보장되며 송신 권한을 획득할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면 송신 권한 설정 구간에서 제1 내지 제6무선 단말(101 내지 106) 중 송신 권한을 획득한 일부 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 다중 채널(MCH_1 내지 MCH_4)을 통해 무선랜 서비스를 제공받을 수 있다.
일반 모드의 무선 단말은 다중 채널을 지원하지 않고 하나의 채널에 대해서만 송신 권한을 획득한다. 따라서 다중 채널 전부에 대해 송신 권한이 설정되지 않았음에도 불구하고, 일반 모드의 무선 단말이 하나의 채널에 대해 이미 송신 권한을 획득하였다면, 일반 모드의 무선 단말이 송신 권한 설정 구간에서 데이터 송수신을 수행하는 문제가 발생할 수 있다. 즉, 무선랜 시스템에서 액세스 포인트 및 무선 단말은 데이터 송수신을 동시에 수행할 수 없기 때문에, 일반 모드의 무선 단말이 먼저 데이터를 액세스 포인트로 송신하는 경우, 액세스 포인트가 데이터를 수신하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명에 따르면, 일반 모드의 무선 단말이 다중 채널 중 하나의 잔여 채널에 대해 송신 권한을 획득할 수 있도록 하거나, 일반 모드의 무선 단말과 고용량 모드의 무선 단말을 위한 송신 권한 설정 구간을 별도로 설정함으로써, 송신 권한을 획득한 무선 단말이 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 데이터를 송신할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면, 일반 모드의 무선 단말이 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 데이터를 송신하도록 제어 신호를 무선 단말로 전송함으로써 전술된 문제가 해결될 수 있다.
이하 도 2 내지 도 17에서는 도 1의 무선랜 시스템에서 액세스 포인트와 무선 단말의 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법이 보다 자세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S201로부터 시작된다. 본 발명에 따르면, 다중 채널을 지원하지 않는 일반 모드의 무선 단말이 다중 채널 중 마지막 잔여 가용 채널에 대해 송신 권한 설정 과정을 수행할 수 있도록 한다.
단계 S201에서 액세스 포인트는 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 무선 단말로부터 수신한다. 액세스 포인트는 무선 단말로부터 무선랜 모드 정보를 수신함으로써, 일반 모드의 무선 단말을 확인할 수 있다. 액세스 포인트로 업링크 데이터를 전송하고자 하는 무선 단말은 랜덤 백오프에 의해 송신 권한을 획득하고, RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송한다.
단계 S203에서 액세스 포인트는 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 무선 단말로 CTS 프레임을 전송한다. 즉, 액세스 포인트는 무선 단말의 RTS 프레임에 응답해 CTS 프레임을 무선 단말로 전송하는데, 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상을 고려하여 CTS 프레임을 전송한다.
전술된 바와 같이, 일반 모드의 무선 단말은 하나의 채널에 대해서만 송신 권한 과정을 수행하기 때문에, 다중 채널 중 아직 송신 권한이 설정되지 않은 마지막 잔여 가용 채널에 대해 송신 권한을 설정할 필요가 있다. 본 발명에 따르면, 액세스 포인트가 RTS를 전송한 무선 단말의 무선랜 모드 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 중 하나 이상을 고려하여 CTS 프레임을 전송함으로써, 일반 모드의 무선 단말이 마지막 잔여 가용 채널에 대해 송신 권한을 획득할 수 있도록 한다.
예를 들어, 액세스 포인트는 무선 단말의 무선랜 모드가 일반 모드이며, 잔여 송신 가용 채널의 개수가 한 개인 경우, 무선 단말로 CTS 프레임을 전송할 수 있다. 잔여 송신 가용 채널의 개수가 한개 이상일 때, 무선 단말이 RTS 프레임을 전송하는 경우, 액세스 포인트는 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하지 않는다.
그리고 액세스 포인트는 무선 단말의 무선랜 모드가 고용량 모드이며, 잔여 송신 가용 채널이 존재하는 경우, 무선 단말로 CTS 프레임을 전송할 수 있다. 고용량 모드의 무선 단말은 다중 채널을 지원하기 때문에, 액세스 포인트는 잔여 송신 가용 채널이 존재하기만 하면, 고용량 모드의 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하며, 송신 권한 설정 구간이 종료된 경우에 액세스 포인트로 데이터를 전송한다.
즉, 본 발명에 따르면, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에 포함된 무선 단말의 무선랜 모드에 무관하게 호환성이 보장되며, 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 데이터를 전송할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S301로부터 시작된다.
단계 S301에서 무선 단말은, 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송한다. 보다 자세히, 액세스 포인트로 업링크 데이터를 전송하고자 하는 무선 단말은 랜덤 백오프에 의해 송신 권한을 획득하고, RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송한다. 이 때, 무선 단말은 자신의 무선랜 모드 정보를 포함하는 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송한다.
단계 S303에서 무선 단말은 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신한다. 즉, 전술된 바와 같이, 일반 모드의 무선 단말은 하나의 채널에 대해서만 송신 권한 과정을 수행하기 때문에, 액세스 포인트는 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상을 고려하여 CTS 프레임을 무선 단말로 전송한다.
무선 단말의 무선랜 모드가 일반 모드이며, 잔여 가용 채널의 개수가 한 개인 경우, 무선 단말은 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신할 수 있다. CTS 프레임을 수신한 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 업링크 데이터 프레임을 액세스 포인트로 전송할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에 포함된 무선 단말의 무선랜 모드에 무관하게 호환성이 보장되며, 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 4에서는 제1 및 제2무선 단말(101, 102)과 제4 및 제5무선 단말(104, 105)이 3개의 다중 채널에 대해 송신 권한을 획득하는 과정을 수행하는 경우가 일실시예로서 설명된다. 도 4에서 수직선의 상단은 송신 프레임을 나타내며, 수직선의 하단은 수신 프레임을 나타내며, RTS 프레임에는 무선랜 모드 정보가 포함된다.
액세스 포인트(100)가 비콘 프레임(BCN)을 방송하고, D(A)IFS(DCF Interframe Space, Arbitration Interframe Space) 후에 제1 및 제2무선 단말(101, 102)과 제4 및 제5무선 단말(104, 105)은 랜덤 백오프를 수행한다.
랜덤 백오프에 따라 송신 권한을 획득한 제4무선 단말(104)은 RTS 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송하고, 액세스 포인트(100)는 RTS 프레임에 응답해 CTS 프레임을 제4무선 단말(104)로 전송한다. 이 때, 액세스 포인트(100)는 NAV 값이 0인 CTS 프레임을 전송하는 것이 바람직한데, NAV 값이 0인 경우 제1 및 제2무선 단말(101, 102)과 제5무선 단말(105)은 NAV 값을 리셋하여 채널을 혼잡(busy) 상태에서 아이들(idle) 상태로 설정하고, 다음 송신 권한 획득을 위한 랜덤 백오프를 수행할 수 있다. 이 때, 제1 및 제2무선 단말(101, 102)과 제5무선 단말(105)은 D(A)IFS 후에 랜덤 백오프를 수행한다.
이후, 일반 모드의 제2무선 단말(102)이 RTS 프레임을 전송하는 경우, 액세스 포인트(100)는 RTS 프레임에 응답하지 않고, CTS 프레임을 전송하지 않는다. 제5무선 단말(105)이 송신 권한을 획득한 다음, 제1무선 단말(101)이 RTS 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송하면, 액세스 포인트(100)는 RTS 프레임에 응답해 CTS 프레임을 제1무선 단말(101)로 전송한다.
일반 모드의 제2무선 단말(102)이 RTS 프레임을 전송할 때는 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수가 하나가 아닌 두개였기 때문에 엑세스 포인트(100)는 CTS 프레임을 전송하지 않지만, 일반 모드의 제1무선 단말(101)이 RTS 프레임을 전송할 때는 잔여 가용 채널의 개수가 하나였기 때문에 CTS 프레임을 전송한다.
따라서 본 발명에 따르면, 다중 채널 중 마지막 잔여 가용 채널에 대해 일반 모드의 무선 단말이 송신 권한을 획득할 수 있으며, 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)은 데이터 송수신 구간(data phase)에서 데이터를 전송할 수 있다.
한편, 송신 권한을 획득한 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)는 송신 권한 설정 구간(t0)이 종료하고, SIFS(Short Interframe Space) 이후 데이터 송수신 구간(data phase)에서 업링크 데이터를 액세스 포인트(100)로 전송한다. 3개의 다중 무선 채널에 대한 송신 권한이 모두 부여된 시간 t0이 기 설정된 셋업 시간 시간(T)보다 작다면, t0이 지난 SIFS 후에 송신 권한을 획득한 무선 단말의 송신 시점이 결정되고, t0이 T보다 크다면 3개의 무선 채널의 송신 권한이 획득되지 못하였다 하더라도 T + SIFS 후에 데이터 송신이 이루어진다. 정리하면, 기 설정된 셋업 시간이란 무선 단말의 송신 권한 설정을 위한 시간이며, 송신 권한 설정 구간은 기 설정된 셋업 시간에 포함되며 실제 무선 단말의 송신 권한 설정이 완료되는 구간이다.
도 5는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S501로부터 시작된다. 본 발명에 따르면, 송신 권한 설정 구간에서의 송신 권한 설정 대상을 고용량 모드와 일반 모드로 구분하여 무선 단말에 송신 권한을 설정한다. 예를 들어, 본 발명에 따르면 한번은 고용량 모드의 무선 단말이 송신 권한 설정 구간에서 송신 권한을 획득하고, 한번은 일반 모드의 무선 단말이 송신 권한 설정 구간에서 송신 권한을 획득할 수 있다.
단계 S501에서 액세스 포인트는 송신 권한 설정 구간에서 제1무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 제1무선 단말로부터 수신한다.
단계 S503에서 액세스 포인트는 송신 권한 설정 구간에서 최초로 전송된 RTS 프레임에 포함된 무선랜 모드를 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상으로 선택한다. 즉, 본 발명의 일실시예에서는 송신 권한 설정 구간에서 최초로 RTS 프레임을 전송하는 무선 단말의 무선랜 모드에 따라, 송신 권한 설정 구간에서의 송신 권한 설정 대상인 무선랜 모드가 결정될 수 있다.
단계 S505에서 액세스 포인트는 CTS 프레임을 제1무선 단말로 전송한다. 제1무선 단말은 이후 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 업링크 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
CTS 프레임에는 NAV 값이 설정되거나 선택 정보가 포함됨으로써, 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상에 따라서, 이후 RTS 프레임을 전송하는 무선 단말이 선택될 수 있다. 예를 들어, 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상이 일반 모드인 경우, 일반 모드의 무선 단말은 CTS 프레임에 포함된 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하고, RTS 프레임을 전송하지 않을 수 있다. 또는 CTS 프레임에 선택 정보가 포함될 수 있으며, 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에 포함된 다른 무선 단말은 CTS 프레임을 수신하고, 현재 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상을 확인할 수 있다. 무선 단말 자신의 무선랜 모드와 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상이 일치하지 않는 경우, RTS 프레임을 전송하지 않을 수 있다.
또한 액세스 포인트 역시, RTS 프레임에 포함된 무선랜 모드 정보에 따라 CTS 프레임을 무선 단말로 전송할 수 있다. 즉, 발명에 따르면 액세스 포인트는 제2무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 제2무선 단말로부터 수신한다. 그리고 제2무선 단말의 무선랜 모드가 설정 대상과 일치하는지 여부를 판단한다. 액세스 포인트는 판단 결과에 따라, 제2무선 단말로 CTS 프레임을 전송한다. 제2무선 단말의 무선랜 모드가 설정 대상과 일치하지 않는 경우, 액세스 포인트는 제2무선 단말로 CTS 프레임을 전송하지 않는다.
한편, 시스템 설계에 따라서, 송신 권한 설정 구간의 설정 대상은 기 설정된 규칙에 따라 일반 모드와 고용량 모드가 순차적으로 선택될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S601로부터 시작된다.
단계 S601에서 무선 단말은 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 무선랜 모드를 나타내는 설정 모드 정보를 액세스 포인트로부터 수신한다. 무선 단말은 설정 모드 정보를 이용하여 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상을 확인할 수 있다. 설정 모드 정보는 CTS 프레임에 포함되어 액세스 포인트로부터 전송될 수 있다.
단계 S603에서 무선 단말은 설정 모드 정보에 따라 랜덤 백오프를 수행한다. 무선 단말의 무선랜 모드가 일반 모드이며, 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상이 고용량 모드인 경우, 무선 단말은 랜덤 백오프를 수행하지 않는다. 이 때, 설정 모드 정보는 CTS 프레임에 포함된 NAV 값일 수 있으며, 무선 단말은 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하고 랜덤 백오프를 수행하지 않을 수 있다.
무선 단말의 무선랜 모드가 고용량 모드일 경우, 무선 단말은 NAV 값에도 불구하고, 실질적인 외부 채널(external channel)이 아이들 상태임을 감지하여 백오프를 수행할 수 있다.
단계 S605에서 무선 단말은 랜덤 백오프에 따라 무선 단말의 무선랜 모드 정보를 포함하는 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송한다. 즉, 무선 단말은 자신의 무선랜 모드와 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상이 동일한 경우, 데이터 송수신 구간에서 업링크 데이터 프레임을 액세스 포인트로 전송할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 5 및 도 6에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 7에서는 제1무선 단말(101)과 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)이 3개의 다중 채널에 대해 송신 권한을 획득하는 과정을 수행하는 경우가 일실시예로서 설명된다. 도 7에서 수직선의 상단은 송신 프레임을 나타내고, 수직선의 하단은 수신 프레임을 나타내며, RTS 프레임에는 무선랜 모드 정보가 포함된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(100)가 비콘 프레임(BCN)을 방송하고, D(A)IFS 후에 제1무선 단말(101)과 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)은 랜덤 백오프를 수행한다. 최초로 송신 권한을 획득한 제4무선 단말(104)은 RTS 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송한다. RTS 프레임을 수신한 액세스 포인트(100)는 송신 권한 설정 구간의 설정 대상을 고용랑 모드로 선택하고, CTS 프레임을 제4무선 단말(104)로 전송한다.
이 때, CTS 프레임을 수신한 제1무선 단말(101), 제5 및 제6무선 단말(105, 106)은 RTS 또는 CTS 프레임에 포함된 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정한다. 이 때, NAV 값은 송신 권한 설정 구간에서 일반 모드인 제1무선 단말(101)이 랜덤 백오프를 수행하지 않도록 결정될 수 있다.
전술된 바와 같이, 송신 권한 설정 구간의 설정 대상이 고용랑 모드이기 때문에 일반 모드인 제1무선 단말(101)이 RTS 프레임을 전송할 수 없도록 CTS 프레임에 포함된 NAV값이 설정된다. 제5 및 제6무선 단말(105, 106)은 NAV값에 따라 가상 채널이 혼잡 상태이더라도 실질적인 외부 채널이 아이들 상태임을 감지하여 백오프를 수행할 수 있다. 이미 송신 권한을 획득한 제4무선 단말(104)은 더 이상 백오프를 수행하지 않는다(freeze).
이 후, 제5 및 제6무선 단말(105, 106)은 백오프를 수행하여 송신 권한을 획득하며, 제5 및 제6무선 단말(105, 106)로 전송되는 CTS 프레임 또는 RTS 프레임에 포함된 NAV 값에 따라 제1무선 단말(101)은 가상 채널을 혼잡 상태로 설정한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1무선 단말(101)이 무선랜 시스템에 갑자기 진입하여, RTS 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송하는 경우, 액세스 포인트(100)는 제1무선 단말(101)의 무선랜 모드를 확인하여, CTS 프레임을 제1무선 단말(101)로 전송하지 않는다. 이 때, 제1무선 단말(101)의 RTS 프레임에는 제1무선 단말(101)의 무선랜 모드 정보가 포함됨이 바람직하다.
따라서 본 발명에 따르면, 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 무선랜 모드에 따라 무선 단말에 송신 권한이 설정될 수 있다. 3개의 다중 채널에 대해 송신 권한이 모두 설정된 경우, 송신 권한을 획득한 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 데이터를 전송한다.
도 9는 도 5 및 도 6에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 다른 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서는 도 8과 달리 일반 모드가 송신 권한 설정 구간의 설정 대상으로 선택된 경우가 일실시예로서 설명된다.
일반 모드의 제1무선 단말(101)이 송신 권한을 획득한 경우, 송신 권한 설정 구간(t0)은 종료되며, 데이터 송수신 구간에서 제1무선 단말(101)은 액세스 포인트(100)로 데이터 프레임을 전송한다. 일반 모드의 무선 단말은 다중 채널을 지원하지 않기 때문에 일반 모드가 송신 권한 설정 구간의 설정 대상으로 선택된 경우, 하나의 채널에 대해 송신 권한이 설정되면 SIFS 이후 바로 데이터가 송수신된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S1001로부터 시작된다. 본 발명에 따르면, 일반 모드의 무선 단말이 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 데이터를 송신하도록 제어 신호를 무선 단말로 전송함으로써, 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말이 데이터 송수신 구간에서 데이터를 전송할 수 있다.
단계 S1001에서 액세스 포인트는 송신 권한 설정 구간에서, 무선 단말로부터 전송된 RTS 프레임에 응답하여, 무선 단말로 CTS 프레임을 전송한다. 이 때, CTS 프레임에 포함된 NAV 값은 0인 것이 바람직하다. NAV 값이 0임으로써, 무선랜 시스템에 포함된 다른 무선 단말이 랜덤 백오프를 수행할 수 있다.
단계 S1003에서 액세스 포인트는 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS(CTS-to-self) 프레임을 무선 단말로 전송한다. 이 때, SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 송신 권한 설정 구간에서 무선 단말이 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정된다.
따라서 무선랜 시스템에 포함된 무선 단말의 무선랜 모드가 일반 모드일 경우라도, 무선 단말은 CTS 프레임에 포함된 NAV 값에 따라 백오프를 바로 수행한다. 송신 권한을 부여받은 무선 단말은 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하고, 데이터 송수신 구간을 기다린다.
이 때, 액세스 포인트는 CTS 프레임이 전송되고 RFIS(Reduced Inter-Frame Spacing) 이후 SCTS 프레임을 전송할 수 있다. RFIS는 보다 지연을 줄이기위해 IEEE 802.11n에서 새롭게 정의된 내용이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 권한 설정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S1101로부터 시작된다.
단계 S1101에서 무선 단말은 송신 권한 설정 구간에서, 액세스 포인트로 RTS 프레임을 전송한다. 무선 단말은 랜덤 백오프에 따라 RTS 프레임을 전송할 수 있다.
단계 S1103에서 무선 단말은 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신한다. 이 때, CTS 프레임에 포함된 NAV 값은 0인 것이 바람직하다. 전술된 바와 같이, 무선랜 시스템에 포함된 다른 무선 단말의 랜덤 백오프를 위함이다.
단계 S1105에서 무선 단말은 액세스 포인트로부터 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 수신한다. 이 때, SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 송신 권한 설정 구간에서 무선 단말이 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정된다. 무선 단말이 SCTS 프레임을 수신한 시간에서 송신 권한 설정 구간 종료 시점까지가 NAV 값이 될 수 있다. 무선 단말에 빔 포밍된 SCTS 프레임이 무선 단말로 전송됨으로써 무선 단말은 CTS 프레임에 포함된 NAV 값에 무관하게 가상 채널을 혼잡 상태로 설정할 수 있다.
도 12는 도 10 및 도 11에서 설명된 송신 권한 설정 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 12에서는 제1 내지 제3무선 단말(101 내지 제3)과 제4무선 단말(104)이 4개의 다중 채널에 대해 송신 권한을 획득하는 과정을 수행하는 경우가 일실시예로서 설명된다. 도 12에서 수직선의 상단은 송신 프레임을 나타내고, 수직선의 하단은 수신 프레임을 나타낸다.
도 12에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(100)가 비콘 프레임(BCN)을 방송하고, D(A)IFS 후에 제1 내지 제3무선 단말(101 내지 제3)과 제4무선 단말(104)은 랜덤 백오프를 수행한다. 최초로 송신 권한을 획득한 제1무선 단말(101)은 RTS 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송하고, 액세스 포인트(100)는 NAV 값이 0인 CTS 프레임을 제1무선 단말(101)로 전송한다.
CTS 프레임에 포함된 NAV 값이 0이므로 제2 내지 제4무선 단말(102 내지 104)은 가상 채널을 아이들 상태로 설정한다. 그리고 제2 내지 제4무선 단말(102 내지 104)은 CTS 프레임이 전송되고 D(A)IFS 이후 랜덤 백오프를 수행한다.
그리고 액세스 포인트(100)는 RIFS(Retransmission IFS) 이후 제1무선 단말(101)에 빔포밍된 SCTS를 전송한다. 이 때, SCTS에 포함된 NAV 값은 송신 권한 설정 구간에서 제1무선 단말(101)이 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정된다. 제1무선 단말(101)이 SCTS 프레임을 수신하는 시간이 t1이며, 기 설정된 송신 설정 시간이 T인 경우, SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은 T-t1일 수 있다. 제1무선 단말(101)은 SCTS에 포함된 NAV 값에 따라, 가상 채널을 혼잡 상태로 설정한다.
SCTS 프레임은 제1무선 단말(101)에 빔포밍된 프레임이기 때문에, 제2 내지 제4무선 단말(102 내지 104)은 SCTS에 포함된 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하지 않을 수 있다.
이후 제2 내지 제4무선 단말(102 내지 104)은 제1무선 단말(101)과 같이, CTS 프레임 및 빔포밍된 SCTS 프레임을 수신하여 송신 권한을 획득한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 기 설정된 NAV 값을 가지며 빔포밍된 SCTS 프레임을 이용함으로써, 일반 모드의 제1 내지 제3무선 단말(101 내지 제3)과 고용량 모드의 제4무선 단말(104)이 송신권한을 획득하도록 할 수 있다.
한편, 전술된 바와 같이, 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말은 데이터 송수신 구간에서 액세스 포인트로 업링크 데이터 프레임을 전송한다. 이 때, 복수의 무선 단말 각각이 전송하는 데이터 프레임의 크기가 다른 경우, 데이터 송수신에 문제가 발생할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 무선랜 시스템에서 액세스 포인트 및 무선 단말은 데이터 송수신을 동시에 수행할 수 없다. 즉, 무선 단말이 데이터를 전송하는 경우 액세스 포인트는 데이터를 수신할 수 있을 뿐, 전송할 수 없다. 따라서, 액세스 포인트와 무선 단말 사이에서 데이터 프레임 전송과 응답 프레임 전송은 번갈아 수행되는데, 복수의 무선 단말 각각이 전송하는 데이터 프레임의 크기가 다르면, 무선 단말 별로 데이터 프레임 전송과 응답 프레임 전송 시점에 차이가 발생하여 문제가 발생할 수 있다.
결국, 전술된 문제를 해결하기 위해 복수의 무선 단말 각각이 액세스 포인트로 데이터 프레임을 전송할 때, 데이터 프레임의 크기 또는 길이에 대한 제어가 필요하다. 이하에서는 업링크 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절하거나, 데이트 프레임의 전송 시점을 조절함으로써, 전술된 문제점을 해결할 수 있는 데이터 송수신 방법이 개시된다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S1301로부터 시작된다.
단계 S1301에서 액세스 포인트는 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말로부터 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터의 크기 정보를 수신한다. 액세스 포인트는 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말이 전송하는 RTS 프레임을 포함된 크기 정보를 통해, 크기 정보를 획득할 수 있다.
단계 S1303에서 액세스 포인트는 크기 정보를 복수의 무선 단말로 전송한다. 크기 정보가 복수의 무선 단말로 전송됨으로써, 복수의 무선 단말 각각은 다른 무선 단말의 업링크 데이터 프레임을 고려하여 자신의 데이터 프레임의 길이 또는 개수를 조절할 수 있다. 액세스 포인트는 복수의 무선 단말 각각에 빔포밍된 제어 프레임을 생성하여 크기 정보를 전송하거나 복수의 무선 단말 각각에 빔포밍된 SCTS 프레임에 크기 정보를 포함시킴으로써 크기 정보를 무선 단말로 전송할 수 있다.
단계 S1305에서 액세스 포인트는 무선 단말의 송신 구간에서, 복수의 무선 단말 각각의 데이터 프레임의 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 크기 정보에 따라 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신한다.
여기서 무선 단말의 송신 구간은 전술된 데이터 송수신 구간과 대응된다. 복수의 무선 단말 각각은 크기 정보를 이용하여 업링크 데이터 프레임을 분할하거나 또는 업링크 데이터 프레임에 널 데이터를 추가함으로써 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절할 수 있다. 또는 복수의 무선 단말 각각은 데이트 프레임의 전송 시점을 조절할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 데이터 송신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 송신 권한 설정 방법은 단계 S1401로부터 시작된다.
단계 S1401에서 무선 단말은 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터 크기 정보를 액세스 포인트 또는 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신한다. 무선 단말은 복수의 무선 단말 각각이 액세스 포인트로 전송하는 RTS 프레임을 통해 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터 크기 정보를 수신할 수 있다. 또는 도 13에서 설명된 바와 같이, 무선 단말은 액세스 포인트가 전송하는 크기 정보를 수신할 수 있다.
단계 S1403에서 무선 단말은 업링크 데이터 크기에 따라, 데이터 송신 구간에서 복수의 무선 단말 각각의 데이터 프레임 및 무선 단말의 데이터 프레임의 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 무선 단말의 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절한다. 무선 단말은 무선 단말의 데이터 프레임을 분할하거나 또는 상기 무선 단말의 데이터 프레임에 널 데이터를 추가함으로써 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절할 수 있다. 또는 무선 단말은 데이터 프레임의 전송시점을 조절할 수 있다.
단계 S1405에서 무선 단말은 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 액세스 포인트로 전송한다. 따라서 액세스 포인트의 데이터 프레임 수신 종료 시점은 동일해질 수 있으며, 액세스 포인트는 동시에 무선 단말로 응답 프레임을 전송할 수 있다.
도 15는 도 13 및 도 14에서 설명된 데이터 송수신 방법의 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 15에서는, 도 4에서 송신 권한을 획득한 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)이 데이터 프레임을 전송하는 경우가 일실시예로서 설명된다.
도 15에서는 무선 단말이, 무선랜 시스템의 복수의 무선 단말 각각으로부터 복수의 무선 단말 각각에 대한 데이터 프레임의 크기 정보를 수신하는 경우가 일실시예로서 설명된다. 전술된 바와 같이, 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)은 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105) 각각이 전송하는 RTS 프레임을 이용하여 자신이 아닌 무선 단말의 데이터 크기를 확인할 수 있다.
제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105) 각각의 업링크 데이터 프레임 각각의 길이는 l, l1+l4, l2이다. 제4 및 제5무선 단말(104, 105) 각각은 제1무선 단말(101)의 데이터 프레임 길이에 따라 자신의 데이터 프레임의 길이 또는 개수를 조절한다. 구체적으로, 제4무선 단말(104)는 데이터 프레임을 l1 및 l4 길이의 데이터 프레임으로 분할하여, 제1무선 단말(101)의 데이터 프레임과 전송 시점 및 종료 시점을 일치시킨다. 그리고 제5무선 단말(105)은 데이터 프레임에 l3 길이 만큼의 널 데이터를 추가하여 제1무선 단말(101)의 데이터 프레임과 전송 시점 및 종료 시점을 일치시킨다. 여기서, 데이터 프레임은 MPDU일 수 있다.
제1무선 단말(101)의 데이터 프레임 길이가 가장 짧은 경우에는, 제1무선 단말(101)의 데이터 프레임에 널 데이터가 추가될 수 있다. 그리고 널 데이터는 데이터 프레임의 앞 또는 뒤에 추가될 수 있다. 또한 제5무선 단말(105)은 널 데이터를 추가하는 대신에 데이터 프레임의 전송 시점을 지연시킬 수 있으며, 이에 따라 데이터 프레임의 전송 종료 시점이 동일해질 수 있다.
전송 종료 시점이 동일한 데이터 프레임을 수신한 액세스 포인트(100)는 SIFS 후에 응답 프레임(ACK)를 동시에 제1무선 단말(101), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)로 전송할 수 있다. 이후 액세스 포인트(100)의 CF-END 프레임에 의해 다시 송신 권한 설정 구간이 시작될 수 있다. 제1 및 제2무선 단말(101, 102), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)는 NAV 값을 리셋하고 다시 랜덤 백오프를 수행한다.
도 16은 도 13 및 도 14에서 설명된 데이터 송수신 방법의 다른 구체적 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 16에서는, 도 7에서 송신 권한을 획득한 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)이 데이터 프레임을 전송하는 경우가 일실시예로서 설명된다.
도 15와 달리, 도 16에서는 액세스 포인트(100)에 의해 데이터 프레임의 크기 정보가 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)로 전송된다. 액세스 포인트(100)는 빔포밍된 제어 프레임(MDIF)을 생성하여 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)로 전송함으로써, 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106) 각각의 업링크 데이터 크기 정보를 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)로 전송한다.
이 때, 액세스 포인트(100)는 Tm 만큼을 duration 값으로 하는 SCTS 프레임을 전송할 수 있다. SCTS 프레임을 전송하는 것은 히든 노드(hidden node)에 따른 문제를 해결하고 채널에서 충돌을 확실히 회피하기 위한 것으로서, 송신 권한을 획득하지 않은 일반 모드의 무선 단말(101, 102)은 가상채널을 혼잡상태로 설정한다. 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)은 제어 프레임(MDIF)에 포함된 NAV 값에 따라 가상채널을 아이들 상태로 설정할 수 있다.
제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)의 업링크 데이터 프레임은 D1, D2, D3이다. 제4 및 제6무선 단말(104, 106) 각각은 제5무선 단말(105)의 데이터 프레임 길이에 따라 자신의 데이터 프레임의 길이를 조절한다. 구체적으로, 제4 및 제6무선 단말(104, 106)는 데이터 프레임에 널 데이터를 추가하여 제5무선 단말(105)의 데이터 프레임과 전송 시점 및 종료 시점을 일치시킨다. 도 16에서 D1, D2의 앞에 빗금친 부분이 널 데이터를 나타낸다. 여기서, 데이터 프레임은 MPDU일 수 있다.
도 15에서 설명된 바와 같이, 제4 및 제6무선 단말(104, 106) 각각은 널 데이터를 추가하는 대신에 데이터 프레임의 전송 시점을 지연시킬 수 있으며, 이에 따라 데이터 프레임의 전송 종료 시점이 동일해질 수 있다. 필요한 경우에는 데이터 프레임을 분할할 수도 있다.
전송 종료 시점이 동일한 데이터 프레임을 수신한 액세스 포인트(100)는 SIFS 후에 응답 프레임(ACK)를 동시에 제4 내지 제6무선 단말(104 내지 106)로 전송할 수 있다.
도 17은 본 발명의 다른 일실시예에 따른 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 데이터 송수신 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 17에서는 3개의 다중 채널에 대해서 제1 및 제2무선 단말(101, 102), 제4 및 제5무선 단말(104, 105)이 RTS 및 CTS 프레임에 따라 송신 권한을 부여받지 않고, 업링크 데이터 프레임을 액세스 포인트(100)로 전송하는 경우가 일실시예로서 설명된다.
BSS를 구성하는 무선 단말이 백오프를 수행하여, 업링크 데이터 프레임을 액세스 포인트로 먼저 전송한다면, 무선 단말은 RTS 및 CTS 프레임을 이용하는 송신 권한 설정 구간에 진입하지 않는다. 제1 및 제2무선 단말(101, 102)는 자신의 가상 채널이 혼잡 상태이므로, 가상 채널이 아이들 상태가 될 때까지 대기하며, 제4 및 제5무선 단말(104, 105)은 다중 채널의 잔여 가용 채널이 존재하는 경우, 백오프를 수행하여 데이터 프레임을 전송한다. 이 때, 제5무선 단말(105)은 자신의 데이터 프레임이 제4무선 단말(104)의 데이터 프레임보다 짧으므로, 자신의 데이터 프레임에 널 데이터를 추가할 수 있다.
액세스 포인트가 응답 프레임을 전송하고, D(A)IFS 이후, 제1무선 단말(101)이 랜덤 백오프에 의해 제일 먼저 데이터 프레임을 전송하는 경우, 잔여 가용 채널이 2개이므로, 다중 채널을 지원하는 제4 및 제5무선 단말(104, 105)이 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 이 때, 제4 및 제5무선 단말(104, 105) 각각은 액세스 포인트가 응답 프레임을 전송하는 시점을 일치시키기 위해, 자신의 데이터 프레임을 f3과 f4 및 f1과 f2로 분할한다. 제4무선 단말(104)은 널 데이터를 더 추가한다.
이후 마지막 백오프에 따른 데이터 프레임 송신의 경우, 제1 및 제2무선 단말(101, 102)이 동시에 데이터 프레임을 전송한다. 무선랜 시스템이 하나의 채널을 이용한다면 전술된 경우 데이터의 충돌이 발생하지만 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트는 제1 및 제2무선 단말(101, 102)의 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 잔여 가용 채널이 한개가 남았으며, 제4무선 단말(104)은 잔여 가용 채널을 이용하여 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
이상은 본 발명이 프로세스적 관점에 의해 설명되었으나, 본 발명에 따른 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법을 구성하는 각 단계는 장치적인 관점에 의해 용이하게 파악될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법에 포함된 단계는 본 발명의 원리에 따라 각각 다중 채널을 이용하는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트 및 무선 단말에 포함된 구성 요소로 이해될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 액세스 포인트는 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 무선 단말로부터 수신하는 수신부; 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 전송부를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 무선 단말은, 무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송하는 전송부; 및 다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신하는 수신부를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 액세스 포인트는 송신 권한 설정 구간에서 제1무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 제1무선 단말로부터 수신하는 수신부; 상기 송신 권한 설정 구간에서 최초로 전송된 상기 RTS 프레임에 포함된 무선랜 모드를 상기 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상으로 선택하는 제어부; 및 CTS 프레임을 상기 제1무선 단말로 전송하는 전송부를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 무선 단말은, 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 무선랜 모드를 나타내는 설정 모드 정보를 액세스 포인트로부터 수신하는 수신부; 설정 모드 정보에 따라 랜덤 백오프를 수행하는 제어부; 및 상기 랜덤 백오프에 따라 무선 단말의 무선랜 모드 정보를 포함하는 RTS 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 전송부를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 액세스 포인트는 송신 권한 설정 구간에서, 무선 단말로부터 전송된 RTS 프레임에 응답하여, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 제1전송부; 및 상기 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 상기 무선 단말로 전송하는 제2전송부를 포함하며, 상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정된다.
또한 본 발명에 따른 무선 단말은 송신 권한 설정 구간에서, 액세스 포인트로 RTS 프레임을 전송하는 전송부; 상기 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신하는 제1수신부; 및 상기 액세스 포인트로부터 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 수신하는 제2수신부를 포함하며, 상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은, 상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정된다.
또한 본 발명에 따른 액세스 포인트는 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말로부터, 상기 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터의 크기 정보를 수신하는 제1수신부; 상기 크기 정보를 상기 복수의 무선 단말로 전송하는 전송부; 및 무선 단말의 송신 구간에서, 복수의 무선 단말 각각의 데이터 프레임의 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 상기 크기 정보에 따라 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 상기 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신하는 제2수신부를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 무선 단말은 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 무선 단말의 데이터 전송 방법에 있어서, 송신 권한을 획득한 복수의 무선 단말 각각에 대한 업링크 데이터 크기 정보를 액세스 포인트 또는 상기 복수의 무선 단말 각각으로부터 수신하는 수신부; 상기 업링크 데이터 크기에 따라, 데이터 송신 구간에서 상기 복수의 무선 단말 및 상기 무선 단말의 데이터 프레임의 전송 시점 및 종료 시점이 동일하도록 상기 무선 단말의 데이터 프레임의 개수 또는 길이를 조절하는 제어부; 및 상기 개수 또는 길이가 조절된 데이터 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 전송부를 포함한다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 다중 채널을 이용한 무선 랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법 및 데이터 송수신 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체(CD, DVD와 같은 유형적 매체뿐만 아니라 반송파와 같은 무형적 매체)를 포함한다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (20)

  1. 무선 단말의 무선랜 모드가 고용량 모드인지 아니면 일반 모드인지 여부에 관한 정보가 포함된 request-to-send(RTS) 프레임을 상기 무선 단말로부터 수신하는 단계; 및
    다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 무선 단말로 clear-to-send(CTS) 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하며,
    상기 무선 단말은 랜덤 백오프(random backoff)를 통해 송신 권한을 획득하여 상기 RTS 프레임을 전송하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 단말로 상기 CTS 프레임을 전송하는 단계는
    상기 무선 단말의 무선랜 모드가 상기 일반 모드이며, 상기 잔여 가용 채널의 개수가 한 개인 경우에, 상기 무선 단말로 상기 CTS 프레임을 전송하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 단말로 상기 CTS 프레임을 전송하는 단계는
    상기 무선 단말의 무선랜 모드가 상기 고용량 모드이며, 상기 잔여 가용 채널이 존재하는 경우에, 상기 무선 단말로 상기 CTS 프레임을 전송하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 CTS 프레임에 포함된 network allocation value(NAV) 값은 0인
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  5. 무선 단말의 무선랜 모드가 고용량 모드인지 아니면 일반 모드인지 여부에 관한 정보가 포함된 RTS 프레임을 액세스 포인트로 전송하는 단계; 및
    다중 채널 중 잔여 가용 채널의 개수 및 상기 무선 단말의 무선랜 모드 중 하나 이상에 따라, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신하는 단계
    를 포함하며,
    상기 무선 단말은 랜덤 백오프를 통해 송신 권한을 획득하여 상기 RTS 프레임을 전송하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 액세스 포인트로부터 전송되는 상기 CTS 프레임을 수신하는 단계는
    상기 무선 단말의 무선랜 모드가 상기 일반 모드이며, 상기 잔여 가용 채널의 개수가 한 개인 경우에, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 CTS 프레임을 수신하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  7. 송신 권한 설정 구간에서 제1무선 단말의 무선랜 모드가 고용량 모드인지 아니면 일반 모드인지 여부에 관한 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 제1무선 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 송신 권한 설정 구간에서 최초로 전송된 상기 RTS 프레임에 포함된 무선랜 모드를 상기 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상으로 선택하는 단계; 및
    CTS 프레임을 상기 제1무선 단말로 전송하는 단계
    를 포함하며,
    상기 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 상기 무선랜 모드는 상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 RTS 프레임을 최초로 전송한 상기 제1무선 단말의 상기 무선랜 모드에 따라 결정되며,
    상기 CTS 프레임에 선택 정보를 포함하는 NAV 값이 설정되는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    제2무선 단말의 무선랜 모드 정보가 포함된 RTS 프레임을 상기 제2무선 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 제2무선 단말의 무선랜 모드가 상기 설정 대상과 일치하는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라, 상기 제2무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  9. 송신 권한 설정 구간에서의 설정 대상인 무선 단말의 무선랜 모드를 나타내는 설정 모드 정보를 액세스 포인트로부터 수신하는 단계;
    상기 설정 모드 정보에 따라 랜덤 백오프를 수행하는 단계; 및
    상기 랜덤 백오프에 따라 RTS 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계
    를 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 설정 모드 정보는
    CTS 프레임에 포함된 NAV 값인
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 설정 모드 정보에 따라 랜덤 백오프를 수행하는 단계는
    상기 무선 단말이 일반 모드인 경우에, 상기 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  12. 송신 권한 설정 구간에서, 무선 단말로부터 전송된 RTS 프레임에 응답하여, 상기 무선 단말로 CTS 프레임을 전송하는 단계; 및
    상기 무선 단말에 대해 빔포밍된 CTS-to-self(SCTS) 프레임을 상기 무선 단말로 전송하는 단계
    를 포함하고,
    상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은
    상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정되며,
    상기 SCTS 프레임은
    상기 CTS 프레임이 전송되고 Retransmission IFS(RIFS) 이후에 전송되는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  13. 송신 권한 설정 구간에서, 액세스 포인트로 RTS 프레임을 전송하는 단계;
    상기 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 액세스 포인트로부터 무선 단말에 대해 빔포밍된 SCTS 프레임을 수신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 SCTS 프레임에 포함된 NAV 값은
    상기 송신 권한 설정 구간에서 상기 무선 단말이 상기 SCTS 프레임을 수신하는 시간에 따라 결정되며,
    상기 SCTS 프레임은
    상기 CTS 프레임이 전송되고 Retransmission IFS(RIFS) 이후에 전송되는
    다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 NAV 값에 따라 가상 채널을 혼잡 상태로 설정하는 단계
    를 더 포함하는 다중 채널을 이용한 무선랜 시스템에서 송신 권한 설정 방법.
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