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KR20060083935A - 무선통신 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법과 장치및 그 시스템 - Google Patents

무선통신 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법과 장치및 그 시스템 Download PDF

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KR20060083935A
KR20060083935A KR1020060052728A KR20060052728A KR20060083935A KR 20060083935 A KR20060083935 A KR 20060083935A KR 1020060052728 A KR1020060052728 A KR 1020060052728A KR 20060052728 A KR20060052728 A KR 20060052728A KR 20060083935 A KR20060083935 A KR 20060083935A
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박종애
이동준
김영수
황효선
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 무선통신 시스템, 특히 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템에서 전송 시간 구간의 효율적인 할당 방법과 장치 및 그 시스템에 관한 것이다. 기지국은 각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임 및 추가적인 자원 할당을 요청하는 단말을 위한 정확한 상향링크 시간 구간을 지시하는 서브 MAP 프레임을 전송한다. 이때 하향링크 시간 구간에서 전송된 데이터는 이어지는 상향링크 시간 구간의 ACK에 의해 애크된다. 상기 상향링크 시간 구간에서 전송된 데이터는 이어지는 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 추가적인 하향링크 시간 구간의 ACK에 의해 애크된다. 실패한 하향링크 및 상향링크의 데이터는 이어지는 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 시간 구간에서 재전송될 수 있다. 이러한 본 발명은, 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 데이터 전송의 실패를 동일 전송 프레임 구간 내에서 신속하게 복구할 수 있도록 하여 지연을 최소화하고 데이터 수율의 저하를 감소시킨다.
WLAN, MAP, DOWNLINK PERIOD, UPLINK PERIOD, SUBSEQUENT MAP

Description

무선통신 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법과 장치 및 그 시스템{METHOD AND APPARATUS FOR ALLOCATING TRANSMISSION PERIOD IN WIRELESS TELECOMMUNICATION SYSTEM AND THEREFOR SYSTEM}
도 1은 전형적인 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템에서 전송 프레임 구간의 구조를 나타낸 도면.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 WLAN 시스템의 구조를 나타낸 도면.
도 2b는 도 2a에 도시한 WLAN 시스템 내의 기지국 및 각 단말의 구성의 일 예를 나타낸 블록도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송 프레임 구간의 구조를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상 자원 할당의 전력 감소 효과를 설명하기 위한 타이밍도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 추가적인 자원 할당의 예를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 동작을 나타낸 흐름도.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도.
본 발명은 무선통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 근거리 네트워크(Wireless Local Area Network: 이하 WLAN이라 칭함) 시스템의 전송 프레임 구간에서 전송 구간의 효율적인 할당 방법과 장치 및 그 시스템에 관한 것이다.
최근 무선 통신 기술의 발전과 이에 따른 무선 장비들의 보급과 더불어 무선링크를 통한 고속의 신뢰성 있는 데이터 전송에 대한 요구가 커지고 있다. 이러한 요구에 대한 응답으로서 개발된 무선 근거리 네트워크(Wireless Local Area Network: 이하 WLAN이라 칭함)는 기본적으로, 이동 가능한 데이터 통신 장비인 단말(Station: 이하 STA라 칭함)들과 상기 단말들과 데이터를 교환 가능한 기지국(Access Point: 이하 AP라 칭함)들로 구성된다. 동일한 무선 서비스영역(coverage) 내에 위치하는 기지국과 단말들은 기본 서비스 셋(Base Service Set: 이하 BSS라 칭함)으로 알려져 있다.
특히 개선된 WLAN 시스템에서는 다수의 송신 안테나들과 다수의 수신 안테나들을 사용하는 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술과, 직교주파수분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiple: OFDM) 기술을 사용함으로써, 고수율(High Throughput)을 달성한다. 이와 같은 WLAN 시스템에서 하나의 무선 서비스영역 내에 위치하는 단말들은 기지국으로부터 할당된 무선 자원을 사용하여 데이터를 송신 혹은 수신한다. 이때 기지국은 위상 자원(Phase Resource)의 형태로 상기 무선 자원을 할당하는데, 상기 위상 자원이란 단말 혹은 기지국이 데이터를 송신할 수 있는 시간 구간을 의미한다.
도 1은 전형적인 WLAN 시스템에서 전송 프레임 구간의 구조를 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 시스템에서 정해지는 고정된 길이를 가지는 전송 프레임 구간(100)에서 기지국은 먼저 상기 전송 프레임 구간(100) 전체의 위상 자원 할당을 나타내는 MAP(mapping) 프레임(110)을 전송한다. 상기 MAP 프레임(110)은 기지국이 데이터를 송신할 수 있는 시간 구간을 나타내는 하향링크 MAP(120)와 단말들이 데이터를 송신할 수 있는 시간 구간을 나타내는 상향링크 MAP(122)로 이루어진다. 상기 하향링크 MAP(120)는 단말 개수 필드(130)와 상기 단말 개수 필드(130)에 따른 적어도 하나의 STA 정보 필드(132)로 이루어지며, 마찬가지로 상기 상향링크 MAP(122)은 단말 개수 필드(134)와 상기 단말 개수 필드(134)에 따른 적어도 하나의 STA 정보 필드(136)로 이루어진다. 상기 STA 정보 필드들(132, 136)은 각각 하향링크 혹은 상향링크의 시간 구간을 할당받은 단말을 나타내는 STA ID 필드(140, 144)와, 상기 단말에게 할당된 시간 구간을 나타내는 시간 옵셋 필드(142, 146)를 포함한다.
상기 MAP 프레임(110)에 의해 시간 구간을 할당받은 단말은, 하향링크 구간(112)의, 해당하는 STA 정보에 의해 지시된 시간 구간에서 데이터를 수신하며, 상향링크 구간(114)의, 해당하는 STA 정보에 의해 지시된 시간 구간에서 데이터를 송신한다. 상기 MAP 프레임(110)이 전송되는 구간 및 상기 MAP 프레임(110)에 의해 지시된 시간 구간 이외에서 단말은 슬립 모드를 유지한다. 상기 상향링크 구간(114)에 이어지는 경쟁 구간(116)은 적어도 하나의 단말에 의해 경쟁적으로 액세스될 수 있다.
이와 같이 기지국은 한 전송 프레임 구간(100)에서 각 단말에 필요한 자원의 양을 예측하고, 상기 예측된 양에 따라 하향링크 및 상향링크의 시간 구간을 할당한다. 그런데 만일 기지국이 단말에 필요한 자원의 양을 과도하게 예측(over-estimate)하였다면, 무선 자원이 낭비되어 데이터 수율(throughput performance)이 감소하고 단말이 할당된 시간 구간 동안 불필요하게 활성(active) 모드로 동작하여야 하므로 단말 전력의 낭비가 발생한다. 반면 기지국이 단말에 필요한 자원의 양을 적게 예측(under-estimate)하였다면, 단말은 필요한 자원을 적어도 다음 전송 프레임 구간에서야 할당받을 수 있게 되므로 상향링크 서비스의 전송 지연 및 지터(jitter)가 발생하여 단말의 요구되는 서비스 품질(Quality of Service: 이하 QoS라 칭함)에 영향을 미친다. 더욱이 할당된 자원의 부족으로 인하여 단말이 경쟁 구간을 액세스하게 된다면, 단말은 상기 경쟁 구간 동안 슬립 모드(sleep mode)로 동작할 수 없게 되므로 단말 전력의 낭비가 발생한다.
따라서 기지국이 단말에 필요한 하향링크 및 상향링크의 시간 구간을 스케쥴링을 통해 결정하는 무선통신 시스템에서, 데이터 수율의 감소 및 단말의 전력 낭비와 같은 문제점을 해소하고 시간 구간을 정확하게 할당하기 위한 기술을 필요로 하게 되었다.
따라서 상기한 바와 같이 동작되는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은, 무선통신 시스템에서 데이터 수율을 감소시키지 않고 단말의 전력 낭비를 최소화하기 위한 전송 시간 구간의 할당 방법과 장치 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명은, 무선통신 시스템에서 2개 이상의 MAP 프레임들을 사용하여 단말에 필요한 전송 시간 구간을 탄력적으로 할당하는 방법과 장치 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명은, 무선통신 시스템에서 MAP 프레임을 사용하여 단말에 전송 시간 구간을 할당한 후, 하향링크 및/또는 상향링크 데이터의 에러 복구를 위해 필요한 시간 구간들을, 추가적인 MAP 프레임을 사용하여 단말에게 할당하는 방법과 장치 및 그 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법은,
각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 전송하는 과정과,
상기 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말과 데이터를 통신하는 과정과,
상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브(subsequent: sub) MAP 프레임을 전송하는 과정과,
상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 하향링크 데이터의 재전송 및 상기 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따른 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법은,
기지국에 의해 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 수신하는 과정과,
상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신하는 과정과,
상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 수신하는 과정과,
상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 견지에 따른 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간을 할당 하는 기지국 장치에 있어서,
각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 생성하며, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브(subsequent: sub) MAP 프레임을 생성하는 프로세서와,
상기 MAP 프레임을 상기 각 단말에게 전송한 이후 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말과 데이터를 통신하며, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 상기 각 단말에게 전송하고, 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 하향링크 데이터의 재전송 및 상기 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 수행하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따른 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간을 할당받는 단말 장치는,
기지국에 의해 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 해석하고, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 해석하는 프로세서와,
상기 MAP 프레임을 상기 기지국으로부터 수신하여 상기 프로세서로 전달하고, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신하며, 상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템은,
각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임 및 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송하는 기지국과,
상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신한 이후, 상기 각 서브 MAP 프레임을 수신하며, 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
후술되는 본 발명의 주요한 요지는 무선통신 시스템에서 전송 시간 구간의 할당에 관련된 것으로서, 전송 프레임 구간 내에서 기지국(AP)에 의해 각 단말(STA)에게 할당된 하향링크 및 상향링크 시간 구간을 나타내기 위해 하나 이상의 MAP(mapping) 프레임을 제공한다. 상기 할당된 시간 구간은 해당하는 MAP 프레임이 전송된 이후 즉시 시작하며, 전송 프레임 구간 내에서 첫 번째 MAP 프레임이 아닌 MAP 프레임을 서브(subsequent: sub) MAP 프레임이라 칭한다. 상기 서브 MAP 프레임은 하향링크 및 상향링크 데이터의 에러 복구를 위해 사용된다. 여기서 에러 복구는, 하향링크로 전송된 데이터에 대한 재전송 및 상향링크로 수신된 데이터에 대한 애크(Acknowledge: 이하 ACK라 칭함)의 전송을 포함한다.
이하 본 발명을 구체적으로 설명하는데 있어, IEEE 802.11 계열의 표준에 따른 무선 근거리 네트워크(WLAN) 시스템을 이용할 것이다. 하지만, 본 발명의 기본 목적인 위상 자원의 할당은 유사한 기술적 배경 및 채널형태를 가지는 여타의 무선통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 약간의 변형으로 적용 가능하며, 이는 본 발명의 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 WLAN 시스템의 구조를 나타낸 것 이다.
도 2a를 참조하면, 각 기지국(AP)(202, 210)은 유선 네트워크(200)에 접속되며, 복수의 단말들(STA)(204, 206, 208, 212, 214)은 IEEE 802.11 계열의 물리(Physical: PHY) 계층 및 MAC(Media Access Control: MAC) 프로토콜에 따른 무선 링크를 통해 각 기지국(202, 210)과 접속하여 복수의 무선 채널들을 통해 데이터를 송수신한다. 동일한 무선 서비스영역(220) 내에 위치하는 단말들(204 내지 208)과 기지국(202)은 하나의 기본 서비스 셋(BSS)을 형성하며, 마찬가지로 무선 서비스 영역(222) 내에 위치하는 단말들(212, 214)과 기지국(210)은 다른 BSS를 형성한다. 각 BSS 내에 위치하는 단말들은 해당 기지국을 통해 서로 간에 데이터를 교환할 수 있다. 기지국들(202, 210)의 주된 기능으로는, 데이터 트래픽의 전달, 다른 네트워크(예를 들어 유선 네트워크(200)로의 액세스, 로밍의 지원, 한 BSS 내에서의 동기화, 전력 관리의 지원 및 한 BSS 내에서 시간 기반 서비스(time-bound service)를 지원하기 위한 매체 액세스의 제어 등이 있다.
도 2b는 도 2a에 도시한 WLAN 시스템 내의 기지국 및 각 단말의 구성의 일 예를 나타낸 블록도로서, 기지국 및 각 단말은 모두, 디스플레이부(232)와 프로세서부(234)와 송수신부(236)와 입력부(238)와 저장부(240)와 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory: 이하 RAM이라 칭함)(242)와 읽기전용 메모리(Read Only Memory: 이하 ROM이라 칭함)(244) 및 공통 버스(230)를 포함할 수 있다. 여기에 도시한 구성의 예는 설명의 편의를 위한 것으로서, 본 명세서에서는 도 2b를 참조하여 기지국 혹은 단말로서 동작하는 컴퓨터 시스템의 구체적인 구성요소들 및 그 동 작을 설명할 것이나, 이러한 설명이 본 발명의 요지를 제한하지 않음은 물론이다.
도 2b를 참조하면, 송수신부(236)는 안테나(도시하지 않음)에 접속되어 원하는 데이터를 수신하고, 수신된 신호를 해당하는 디지털 데이터로 변환한다. 프로세서부(234)는 ROM(244)에 구비된 운용시스템(Operating system: 이하 OS라 칭함) 및 다른 프로그램들의 제어 하에 동작하는 제어부이며, 프로세서부(234)의 동작에 따라 발생하는 데이터 및 정보는 RAM(242)에 저장된다.
기지국에 구비되는 프로세서부(234)의 주요한 동작으로는, 데이터의 생성과 해석, 동일한 무선 서비스영역 내에 위치하면서 상기 기지국과의 연결을 가지는 단말들을 위한 시간 구간의 할당, 상기 할당된 시간 구간을 나타내는 적어도 하나의 MAP(mapping) 프레임의 생성 및 상기 할당된 시간 구간에 따른 송수신부(236)의 동작 모드 제어가 있다. 구체적으로 기지국의 프로세서부(234)는 전송 프레임의 첫 부분에 위치하는 MAP 프레임을 통해 상기 단말들에게 초기 자원 Rinit을 할당하고, 단말로부터 ACK를 수신하고자 하거나 재전송 데이터를 전송하고자 하는 경우 상기 전송 프레임의 첫 번째 MAP 프레임에 관련된 시퀀스 기간(Sequence Duration)이 종료된 직후에 송신되는 서브 MAP 프레임을 통해, 해당하는 단말에게 상기 전송 프레임 구간 내에서의 나머지 시간 구간을 추가적으로 할당한다. 여기서 직후라 함은, 실질적으로 미리 정해지는 간격 이후를 의미함이 명백하다.
이와 같이 첫 번째 MAP 프레임에 의해 지시되는 하향링크 및 상향링크 시간 구간이 종료된 이후, 필요하다면, 동일한 전송 프레임 구간 내에서 할당된 하향링 크 및/또는 상향링크 시간 구간을 지시하는 하나 이상의 서브 MAP 프레임이 추가로 전송될 수 있다. 상기 서브 MAP 프레임 이후에는 상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 하향링크 및/또는 상향링크 시간 구간이 이어진다.
단말에 구비되는 프로세서부(234)의 주요한 동작으로는, 데이터의 생성과 해석, 전송 프레임의 구조 및 전송 프레임의 시작점에서부터 수신된 MAP 프레임에 따른 송수신부(236)의 동작 모드 제어가 있다. 즉 프로세서부(234)는 매 전송 프레임의 시작점에서 기지국으로부터의 MAP 프레임을 수신하도록 송수신부(236)를 제어하고, 상기 MAP 프레임을 해석하여 자신의 STA ID를 포함하고 있는지를 판단한다. 만일 상기 MAP 프레임에 자신의 STA ID가 포함되어 있으면, 프로세서부(234)는 상기 STA ID에 관련되는 STA 정보가 나타내는 할당된 하향링크 시간구간 및 할당된 상향링크 시간구간에 대한 정보를 저장부(240)에 저장한 후, 상기 하향링크 시간구간 및 상기 상향링크 시간구간에서 송수신부(236)의 수신기 및 송신기를 각각 웨이크업(wake-up)시켜 데이터를 수신 혹은 송신하도록 한다. 상기 할당된 시간구간들 이외에서 송수신부(236)의 수신기 및 송신기는 슬립 모드가 된다.
특히 상기 단말의 프로세서부(234)는, 기지국으로부터 수신된 데이터에 에러가 발생하였거나 혹은 기지국으로 송신한 데이터에 대한 ACK를 수신하고자 하는 경우, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간이 종료된 직후부터 기지국으로부터 에러 복구를 위해 추가적으로 할당된 자원을 지시하는 서브 MAP 프레임이 수신되는지를 모니터링하고, 만일 수신된 경우 상기 서브 MAP 프레임을 해석한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, MAP 프레임에 의해 지시된 하향링크 시간 구간에서 전송된 데이터는 이어지는 하향링크 시간 구간의 ACK에 의해 애크된다(Acknowledged). MAP 프레임에 의해 지시된 하향링크 시간 구간에서 전송된 데이터는 이어지는 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 추가적인 하향링크 시간 구간의 ACK에 의해 애크된다. 이때 전송에 실패한 하향링크 및 상향링크의 데이터는 이어지는 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 시간 구간에서 재전송될 수 있다.
통상적인 무선 통신 시스템에서와 마찬가지로 WLAN 시스템에서는, 다중 경로 페이딩 및 단말들 간 간섭, 잡음 등으로 인해, 전송된 데이터에 오류(Error)가 발생할 가능성을 가지고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로, 수신기에서 송신기에 오류가 발생한 데이터를 재전송하도록 요청하는 ARQ(Automatic Repeat Request) 혹은 H-ARQ(Hybrid ARQ) 방식이 있다. 상기 방식들에서, 수신기는 수신된 데이터에 오류가 있는지 여부를 송신기에 알려주기 위해 ACK를 사용한다. 송신기에서는 ACK의 수신에 의해 수신기가 해당 데이터(즉 애크된 데이터)에 대한 수신에 성공하였음을 확인하며, ACK가 수신되지 않으면 수신기가 해당 데이터(즉 애크되지 않은(unacknowledged) 데이터)에 대한 수신에 실패했음을 확인한다. 따라서 상기 송신기는 원하는 ACK를 수신하지 못하면, 애크되지 않은 모든 데이터를 재전송한다.
상기 ARQ 및 H-ARQ 방식에서는 패킷화된 전송 데이터 별로 성공적인 수신 여부를 통보받는 일반적인 ACK뿐만 아니라 블록 ACK(Block Ack)를 사용할 수 있다. 블록 ACK 방식은 복수의 패킷들을 연속적으로 전송한 후, 블록 ACK를 통해 상기 전송된 복수의 패킷들에 대한 성공적인 수신 여부를 일괄적으로 통보받는 방식이다.
단말에서 송신되거나 수신되는 데이터는 하나의 응집된(Aggressive) MAC 프 로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit: PDU)(이하 A-MPDU라 칭함) 내에 응집될 수 있으며, 상기 A-MPDU는 서로 다른 트래픽 스트림 식별자(Traffic Stream Identifier: TSID)들의 MAC 서비스 데이터 유닛(Service Data Unit: SDU)(이하 MSDU라 칭함)들을 포함하여 동일한 하향링크 혹은 상향링크 구간 동안 전송될 수 있다. 블록 ACK는 복수의 MSDU들에 대한 수신 결과(성공 혹은 실패)를 비트맵을 통해 나타내며, 여기서 비트맵은 상기 첫 번째 MSDU로부터 연속되는 MSDU들에 대한 수신 성공 여부를 '1(성공)' 혹은 '0(실패)'으로 나타낸다. 블록 ACK는 애크되는 MSDU들의 개수 등에 따라 최적화된 포맷과 크기를 가진다.
단순한 블록 ACK는 블록 애크가 전송되는 첫 번째 MSDU의 시퀀스 번호와 상기 비트맵으로 구성될 수 있다. 필요한 경우 트래픽 식별자(Traffic Identifier: TID)로 구별되는 복수의 비트맵들을 포함하는 다중 TID 블록 ACK(Multiple TID Block Acknowledge: 이하 MTBA라 칭함)가 사용된다. 이와 같이 비교적 큰 크기를 가지는 블록 ACK의 전송을 허용하기 위해서, 기지국은 상향링크 혹은 하향링크의 자원을 할당한다. 하기에서는 블록 ACK와 일반적인 ACK를 구별하지 않고 ACK라 통칭할 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전송 프레임 구간의 구조를 나타낸 것이다. 여기에서 각 프레임들 및 상향/하향링크 구간이 인접한 것으로 도시하였으나, 실제의 시스템에서는 송수신 전환 및 프로세싱 등을 위한 간격(interval)들이 존재할 수 있음은 물론이다.
도 3을 참조하면, 고정된 길이를 가지는 전송 프레임 구간(300) 내에서 기지 국은 먼저 MAP 프레임(310a)을, 데이터에 비하여 비교적 저속인 기본 데이터 율 셋(basic rate set)(변조방식, 부호율, 데이터율을 포함함)으로 전송한다. 이는 서비스영역 내의 모든 단말들이 상기 MAP 프레임(310a)을 수신할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 MAP 프레임(310a)은 통신이 개시될 때 기지국과 단말 사이의 협상을 통해 결정된 고정된 주기(예를 들어 VoIP(Voice over Internet Protocol)와 MPEG4(Moving Picture Experts Group 4)의 경우 각각 약 20ms, 100ms)에 따라 주기적으로 전송된다. 상기 MAP 프레임(310a)을 전송함으로써 전송 프레임 구간(300)이 초기화된다.
일 예로서 상기 MAP 프레임(310a)은 이어지는 제1 하향링크 구간(312a) 및 제1 상향링크 구간(314a)의 위상 자원 할당을 나타내기 위하여, 상기 제1 하향링크 구간(312a)에서 기지국이 데이터를 송신할 수 있는 시간 구간을 나타내는 하향링크 MAP(320)와, 상기 제1 상향링크 구간(314a)에서 단말이 데이터를 송신할 수 있는 시간 구간을 나타내는 제1 상향링크 MAP(322a)로 이루어진다. 상기 제1 하향링크 MAP(320a)는 단말 개수 필드(330a)와 상기 단말 개수 필드(330a)에 따른 적어도 하나의 STA 정보 필드(332a)로 이루어지며, 마찬가지로 상기 제1 상향링크 MAP(322a)은 단말 개수 필드(334a)와 상기 단말 개수 필드(334a)에 따른 적어도 하나의 STA 정보 필드(336a)로 이루어진다.
상기 STA 정보 필드들(332a, 336a)은 각각 제1 하향링크 구간(312a) 및 제1 상향링크 구간(314a) 내의 시간 구간을 할당받은 단말을 나타내는 STA ID 필드(340a, 344a)와, 상기 단말에게 할당된 시간 구간의 시작을 나타내는 시간 옵셋 필드(342a, 346a) 및 상기 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드들(343a, 348a)을 적어도 포함한다. 상기 STA ID 필드(340a, 344a)는 각 단말의 연상 ID(Association identity: AID)의 적어도 일부 혹은 각 단말에게 주어지는 하드웨어 주소, 즉 MAC(Media Access Control) 주소의 적어도 일부를 포함한다. 방송 혹은 멀티캐스트 데이터를 위한 시간 구간을 나타내는 STA ID는 특정 값, 예를 들어 '0'으로 설정된다. 상기 시간 옵셋 필드(342a, 346a)는 상기 MAP 프레임(310a) 이후로부터 해당 지시하는 시간 구간이 시작하기까지의 간격을 소정 단위 시간(예를 들어 4us(micro second))의 정수배로 나타낸다. 상기 기간 필드들(343a, 348a)은 상기 시간 기간의 시작으로부터 끝점까지의 간격, 즉 상기 시간 구간의 길이를 소정 단위 시간(예를 들어 16us)의 정수배로 나타낸다.
여기에서 MAP 프레임(310a)의 제1 하향링크 MAP(320a) 및 제1 상향링크 MAP(322a)은 각 단말에 대해 최초로 할당된 하향링크 및 상향링크 시간 구간을 나타내며, 기지국이 전송하고자 하는 데이터의 양 및 단말이 전송할 것으로 예측되는 데이터의 양에 따라 정해질 수 있다. 이때 기지국은 제1 하향링크 구간(314a)에서 전송된 데이터의 성공적인 수신 여부를 통보하기 위한 자원을 포함하도록, 상기 제1 상향링크 MAP(322a)을 결정한다. 상기 MAP 프레임(310a)에 의해 위상 자원을 할당받은 단말은 제1 하향링크 구간(312a) 내의, 해당하는 STA 정보(332a)에 의해 지시된 시간 구간에서 데이터를 수신하며, 상기 제1 상향링크 구간(314a) 내의, 해당하는 STA 정보(336a)에 의해 지시된 시간 구간에서 데이터를 전송한다. 상기 하향링크 및 상향링크 데이터는 하나 혹은 그 이상의 응집된(Aggressive) MAC 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit: PDU)(A-MPDU라 칭함) 및/또는 페이로드와 애크(Acknowledge)를 포함하는 MPDU들을 포함할 수 있다. 상기 MAP 프레임(310a)이 전송되는 구간 및 상기 MAP 프레임(310a)에 의해 지시된 시간 구간들 이외에서 단말은 슬립 모드를 유지한다.
각 단말은 상기 제1 하향링크 구간(312a)의 할당된 시간 구간에서 데이터를 수신하고, 상기 수신된 데이터에 포함된 오류정정 코드(Error Correction Code)를 이용하여 상기 데이터에 오류가 발생하였는지를 판단한다. 일 예로서 각 단말은 A-MPDU에 포함되는 각각의 MSDU에 대해 오류 여부를 판단한다. 상기 판단 결과는 제1 상향링크 구간(314a)의 할당된 시간 구간에서 상향링크 데이터와 함께 ACK의 형태로 전송된다. 한편, 상기 제1 하향링크 구간(312a)에서 오류를 가지고 수신된 데이터를 재수신하기 위해, 및 상기 제1 상향링크 구간(314a)에서 송신한 데이터에 대한 ACK를 수신하기 위해, 단말은 상기 MAP 프레임(310a)에 의해 지시된 전체 시간 구간이 종료된 직후 서브 MAP 프레임(310b)의 수신을 모니터링한다. 그리고 상기 서브 MAP 프레임(310b)에 의해 지시된 제2 하향링크 구간(312b) 및 제2 상향링크 구간(314b)의 할당된 시간 구간에서 액티브 모드가 된다.
기지국은 제1 상향링크 구간(314a)에서 수신한 ACK에 응답하는 재전송 데이터를 재송신하고 제1 상향링크 구간(314a)에서 수신한 데이터에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 ACK를 전송하기 위해, 상기 서브 MAP 프레임(310b)을 전송함으로써 단말에게 에러 복구를 위한 추가적인 자원, 즉 제2 하향링크 구간(312b)을 할당한다. 마찬가지로 기지국은 상기 수신된 데이터에 포함된 오류 정정 코드를 이용 하여 상기 데이터에 오류가 발생하였는지를 판단한다. 이때 기지국은 제1 상향링크 구간(314a)에서 수신한 데이터에 대해 오류가 발생한 경우, 상기 데이터에 대한 재전송을 허용하기 위해 상기 서브 MAP 프레임(310b)을 통해 단말에게 제2 상향링크 구간(314b)을 할당할 수 있다.
즉 상기 서브 MAP 프레임(310b)은 이어지는 제2 하향링크 구간(312b) 및 제2 상향링크 구간(314b)에 대한 위상 자원 할당을 나타내는 제2 하향링크 MAP(320b)과 제2 상향링크 MAP(322b)를 포함한다. 마찬가지로 상기 서브 MAP 프레임(310b)은 기본 데이터 율 셋으로 전송될 수 있다. 상기 제2 하향링크 MAP(320b)는 단말 개수 필드(330b)와 상기 단말 개수 필드(330b)에 따른 적어도 하나의 STA 정보 필드(332b)로 이루어진다. 상기 STA 정보 필드(332b)는 상기 제2 하향링크 구간(312b) 내의 시간 구간을 할당받은 단말을 나타내는 STA ID 필드(340b)와, 상기 단말에게 할당된 시간 구간의 시작을 나타내는 시간 옵셋 필드(342b) 및 상기 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드(343b)를 적어도 포함한다. 상기 STA 정보 필드(332b)의 구성 요소들에 대한 상세한 설명은 앞서 설명한 바와 같으며, 제2 상향링크 MAP(322b)의 구성은 이와 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 상기 서브 MAP 프레임(310b)에 의해 위상 자원을 할당받은 단말은 상기 제2 하향링크 구간(312b)과 상기 제2 상향링크 구간(314b)의, 해당하는 STA 정보(332b)에 의해 지시된 시간 구간에서 데이터 및 ACK를 통신한다.
도시하지 않을 것이나, 추가적인 자원 할당이 다시 필요한 경우, 하나 이상의 서브 MAP 프레임과 상기 서브 MAP 프레임에 따른 상향링크 구간 혹은 하향링크 구간이 전송 프레임 구간(300)에 더 포함될 수 있다. 이상과 같이 하나 이상의 서브 프레임을 수반할 수 있는 MAP 프레임을 사용하는 전송 방식을 전력 절약 다중-폴(Power Save Multi-Poll)이라 칭하며, 상기 MAP 프레임(310a) 및 상기 서브 MAP 프레임(310b)은 각각 PSMP 프레임 및 서브 PSMP 프레임이라 칭한다. PSMP 프레임 및 각 서브 PSMP 프레임 이후에는, 해당 (서브) PSMP 프레임이 지시하는 적어도 하나의 하향링크 혹은 상향링크 시간 구간이 뒤따르게 되며, 하나의 (서브) PSMP 프레임과 해당 지시된 시간구간을 (서브) PSMP 시퀀스라 칭한다. 다시 말해서 하나의 PSMP 시퀀스는 PSMP 프레임을 전송함으로써 초기화되며, 단말은 PSMP 프레임으로 시작하는 PSMP 시퀀스 내에서 상기 PSMP 프레임에 의해 지시된 시간구간에서만 웨이크업함으로써, 전력의 소모를 최소화한다.
마지막 시퀀스 구간에 이어지는 경쟁 구간(316)은 적어도 하나의 단말에 의해 경쟁적으로 액세스될 수 있다.
한편 상기 도 3에 도시한 MAP 프레임들(310a, 310b)의 구성요소 및 배치는 본 발명의 요지와 관련없이 변형될 수 있음에 유의하여야 한다. 일 예로서 각 MAP 프레임(310a, 310b)은 하나의 STA ID 필드, 하향링크 전송을 위한 시작 옵셋 필드와 기간 필드, 상향링크 전송을 위한 시작 옵셋 필드와 기간 필드를 포함한다. 이 경우 상향링크 혹은 하향링크에 시간 구간이 할당되지 않은 경우, 해당하는 기간 필드는 널('0')로 설정된다. 또한 각 MAP 프레임(310a, 310b)은 다른 서브 MAP 프레임이 뒤따르는지의 여부를 나타내기 위한 필드를 포함할 수 있다. 단말은 서브 MAP 프레임의 상기 필드를 확인함으로써, 상기 서브 MAP 프레임이 현재 전송 프레 임 구간의 마지막 서브 MAP 프레임인지를 판단한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 위상 자원 할당의 전력 감소 효과를 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4의 (a)를 참조하면, 전송 프레임 구간(400)은 MAP 프레임(410a)과 제1 하향링크 구간(412a)과 제1 상향링크 구간(414a)과 서브 MAP 프레임(410b)과 제2 하향링크 구간(412b)을 포함하여 구성된다. MAP 프레임(410a)은 제1 하향링크 구간(412a)과 제1 상향링크 구간(414a)의 위상 자원 할당을 나타낸다.
도 4의 (b)를 참조하면, 단말은 구간(420)에서 MAP 프레임(410a)을 수신하고 슬립 모드로 전환한 후, 상기 MAP 프레임(410a)이 지시하는 제1 하향링크 구간(412a) 내의 할당된 시간 구간(422)에서 웨이크업 하여 기지국으로부터의 하향링크 데이터를 수신한다. 상기 시간 구간(422)이 종료하면 단말은 다시 슬립 모드로 전환한 후, 상기 MAP 프레임(410a)이 지시하는 제1 상향링크 구간(414a) 내의 할당된 시간 구간(424)까지 상기 슬립 모드를 유지한다. 상기 시간 구간(424)에서 단말은 기지국으로 상기 하향링크 데이터에 대한 긍정 ACK를 전송한다. 상기 긍정 ACK는 단말이 상기 하향링크 데이터를 모두 정상적으로 수신하였음을 나타낸다. 여기서 단말은 전송할 상향링크 데이터를 가지고 있지 않으며, 따라서 오류 복구를 위해 서브 MAP 프레임(410b)을 모니터링하지 않아도 된다.
도 4의 (c)를 참조하면, 단말은 구간(430)에서 MAP 프레임(410a)을 수신하고 슬립 모드로 전환한 후, 상기 MAP 프레임(410a)이 지시하는 제1 하향링크 구간(412a) 내의 할당된 시간 구간(432)에서 웨이크업 하여 기지국으로부터의 하향링 크 데이터를 수신한다. 상기 시간 구간(432)이 종료하면 단말은 다시 슬립 모드로 전환한 후, 상기 MAP 프레임(410a)이 지시하는 제1 상향링크 구간(414a) 내의 할당된 시간 구간(434)까지 상기 슬립 모드를 유지한다. 상기 시간 구간(434)에서 단말은 기지국으로 상향링크 데이터와 함께 상기 하향링크 데이터에 대한 부정 ACK(Negative ACK: NACK)를 전송한다. 상기 NACK는 상기 하향링크 데이터가 적어도 부분적으로 손상되었음을 나타내는 ACK를 의미하는 것으로서, 구체적인 예로서 손상된 MSDU들에 대응하는 비트들만이 '0(실패)'로 설정된 비트맵이 된다. 따라서 단말은 상기 애크되지 않은 하향링크 데이터의 재전송 및 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK의 수신을 위한 자원을 할당받기 위하여, 서브 MAP 프레임(410b)의 수신을 모니터링한다.
즉 단말은 시간 구간(436)에서 웨이크업하여 서브 MAP 프레임(410b)의 수신을 모니터링한다. 서브 MAP 프레임(410b)을 수신하면, 단말은 다시 슬립 모드로 전환하여 상기 서브 MAP 프레임(410b)이 지시하는 제2 하향링크 구간(414b) 내의 시간 구간(438)에 도달하기까지 대기한다. 상기 시간 구간(438)에서 단말은 기지국으로부터 재전송 데이터 및 ACK를 수신한다. 도시하지 않을 것이지만 상기 전력 프레임 구간(400)이 종료되기 이전까지 추가적인 하나 이상의 서브 MAP 프레임과 대응하는 할당된 시간 구간이 존재할 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오류 복구 동작의 예를 나타낸 것이다. 여기서 기지국(AP)(502)의 서비스영역에서는 2개의 단말들(STA1, STA2)(504, 506)이 통신을 수행하고 있다.
도 5를 참조하면, 기지국(502)은 전송 프레임 구간의 시작에서 MAP 프레임(510a)을 전송한다. 상기 MAP 프레임(510a)은 제1 단말(STA1)(504) 및 제2 단말(STA2)(506)에게 할당된 제1 하향링크 구간(512) 내의 시간 구간들과, 제1 단말(504) 및 제2 단말(506)에게 할당된 제1 상향링크 구간(514) 내의 시간 구간들을 지시한다. 상기 MAP 프레임(510a)이 송신된 이후, 기지국(502)은 먼저 제1 단말(504)에게 하향링크 데이터(512a)를 전송하고 다음으로 제2 단말(506)에게 하향링크 데이터(512b)를 전송한다. 이때 제2 단말(506)로 향하는 상기 하향링크 데이터(512b)는 전송 도중 적어도 부분적으로 손상된다.
제1 단말(504)은 기지국(502)으로부터의 상기 하향링크 데이터(512a)를 수신한 이후, 상기 MAP 프레임(510a)에 의해 지시된 제1 상향링크 구간(514)의 시간 구간(522)에서 기지국(502)으로 상향링크 데이터(522a) 및 상기 하향링크 데이터(512a)에 대한 긍정 ACK(522b)를 전송한다. 이때 제1 단말(504)에 전송되지 못한 채 대기된 데이터(524)가 남아 있으므로, 제1 단말(504)은 상기 시간 구간(522)에서, 상기 전송되지 못한 채 대기된 데이터(524)를 전송하는데 필요한 자원을 요청하는 자원 요청(RR) 메시지를 함께 전송한다.
한편 제2 단말(506)은 기지국(502)으로부터의 상기 손상된 하향링크 데이터(512b)를 수신한 이후, 상기 MAP 프레임(510)에 의해 지시된 제1 상향링크 구간(514)의 시간 구간(532)에서 기지국(502)으로 상향링크 데이터(532a) 및 상기 하향링크 데이터(512b)에 대한 부정 ACK(532b)를 전송한다. 제2 단말(506)의 경우, 상기 시간 구간(532)에서는 자원 요청 메시지가 전송되지 않는다. 또한 상기 제2 단말(506)로부터 발신된 상기 상향링크 데이터(532a)는 전송 도중 적어도 부분적으로 손상된다.
제1 단말(504)로부터의 자원 요청 메시지를 포함하는 상향링크 데이터(522a)와 제2 단말(506)로부터의 손상된 상향링크 데이터(532a)와 NACK(532b)에 응답하여, 서브 MAP 프레임(510b)은, 제2 하향링크 구간(516) 내에서 제1 단말(504)로의 ACK(516a), 제2 단말(506)로의 재전송 데이터(516b) 및 NACK(516c)를 위한 상향링크 시간 구간과, 제1 단말(504)로부터의 상향링크 데이터(526a)를 위한 시간 구간(526) 및 제2 단말(506)로부터의 상향링크 데이터(534a)와 ACK(534b)를 위한 시간 구간(534)을 지시한다. 따라서 상기 서브 MAP 프레임(510b)에 의해 지시된 시간 구간들에서, 기지국(502)과 단말들(504, 506)은 데이터 및 제어 메시지(ACK)를 통신한다. 즉 기지국(502)은 제2 단말(506)로 전송한 하향링크 데이터(512b)에 대해 NACK를 수신하거나 적어도 ACK를 수신하지 못한 경우에, 상기 하향링크 데이터(512b)의 재전송을 위한 자원을 서브 MAP 프레임(510b)을 통해 할당한다.
단말들(504, 506)로부터 상향링크 데이터(526a, 534a)가 수신되었으므로, 기지국(502)은 두 번째 서브 MAP 프레임(510c)을 통해 상기 상향링크 데이터(526a, 534a)에 대한 ACK(518a, 518b)를 전송하기 위한 시간 구간(518)을 할당한다. 단말들은 상기 두 번째 서브 MAP 프레임(510c)에 의해 지시된 시간 구간(518)에서 상기 상향링크 데이터(526a, 534a)에 대한 ACK(518a, 518b)를 수신한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기지국의 동작을 나타낸 흐름도이다. 여기에서는 기지국과 어느 한 단말간의 통신에 대한 흐름만을 도시하였다.
도 6을 참조하면, 과정(602)에서 기지국은 현재 전송 프레임 구간에 할당된 시간 구간을 나타내는 MAP 프레임을 전송함으로써 현재 전송 프레임 구간을 초기화하며, 과정(604)에서는 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 시간 구간 동안 기지국으로부터 단말로 하향링크 데이터가 송신된다. 단말로 전송할 하향링크 데이터가 존재하지 않는 경우, 상기 MAP 프레임은 상기 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간을 포함하지 않으며, 상기 과정(604)은 생략된다.
과정(606)에서 기지국은 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 시간 구간 동안 단말로부터 기지국으로 상향링크 데이터가 수신되었는지를 판단한다. 만일 상기 MAP 프레임에 의해 상기 단말에게 상향링크 시간 구간이 할당되지 않은 경우, 과정(606)에서 기지국은 "아니오"로 판단하여 과정(610)으로 진행한다. 단말로부터 상향링크 데이터가 수신된 경우, 과정(608)으로 진행하여 상기 상향링크 데이터에 대한 수신 성공 여부를 나타내는 ACK를 전송할 하향링크 시간 구간을 할당하고 상기 과정(610)으로 진행한다.
상기 과정(610)에서 기지국은 상기 과정(604)에서 송신한 하향링크 데이터에 대한 수신 성공 여부를 나타내는 ACK가, 상기 과정(606)에서 수신되었는지를 판단한다. 만일 상기 ACK로서 긍정 ACK가 수신되었다면, 과정(614)으로 진행한다. 반면 상기 ACK로서 긍정 ACK가 수신되지 않았거나 혹은 부정 ACK가 수신되었다면, 과정(612)에서 기지국은 상기 하향링크 데이터를 재전송하기 위한 하향링크 시간 구간을 할당하고 상기 과정(614)으로 진행한다.
상기 과정(614)에서 기지국은 상기 과정(606)에서 상기 단말로부터 자원 요 청 메시지가 수신되었는지를 판단한다. 만일 자원 요청 메시지가 수신되지 않았다면 기지국은 현재 전송 프레임 구간 내에서 추가적인 자원 할당이 필요하지 않은 것으로 판단하여 과정(618)으로 진행한다. 반면 상기 과정(614)에서 자원 요청 메시지가 수신되었다면, 과정(616)에서 기지국은 상기 자원 요청 메시지에 의해 요구된 자원, 즉 상향링크 시간 구간을 할당하고 과정(618)으로 진행한다.
상기 과정(618)에서 기지국은 현재 전송 프레임 구간에서 추가적으로 할당된 자원이 존재하는지를 판단한다. 만일 상기 과정들(608, 612, 616) 중 어느 하나에서 자원이 할당되었다면, 상기 과정(620)으로 진행하여 기지국은 상기 과정들(608, 612, 616) 중 적어도 하나에서 할당된 자원을 지시하는 서브 MAP 프레임을 생성하여 상기 MAP 프레임이 지시하는 시간 구간들이 종료된 직후에 송신하고, 과정(604)으로 복귀한다. 반면 현재 전송 프레임 구간에서 추가적으로 할당된 자원이 존재하지 않는다면, 과정(622)으로 진행하여 기지국은 다음 전송 프레임 구간의 시작점, 즉 MAP 프레임의 다음 전송 주기까지 대기한 후 과정(602)으로 복귀한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 단말의 동작을 나타낸 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 과정(702)에서 단말은 기지국으로부터 MAP 프레임을 수신함으로써 현재 전송 프레임 구간이 시작됨을 인지하고 자신에게 할당된 하향링크 시간 구간 및/또는 상향링크 시간 구간을 알게 된다. 상기 MAP 프레임에 의해 하향링크 시간 구간이 지시된 경우, 과정(704)에서 단말은 상기 하향링크 시간 구간에서 하향링크 데이터가 성공적으로 수신되었는지를 판단한다. 만일 하향링크 시간 구간이 지시되지 않은 경우 상기 과정(704)에서 단말은 "예"로 판단한다. 상기 하향링크 데이터가 성공적으로 수신되지 않았다면 상기 하향링크 데이터의 재수신을 위한 하향링크 시간 구간을 할당받기 위해 과정(714)으로 진행하여 서브 MAP 프레임의 수신을 설정한 후 과정(706)으로 진행하고, 그렇지 않다면 과정(706)으로 바로 진행한다. 이때 상기 하향링크 데이터에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 ACK는 이어지는 상향링크 시간 구간에서 전송된다.
상기 과정(706)에서는 상기 MAP 프레임에 의해 할당된 상향링크 시간 구간에서 상향링크 데이터가 송신되어 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK를 수신할 필요가 있는지를 판단한다. 만일 상향링크 데이터가 송신되었다면 상기 상향링크 데이터에 대한 ACK를 수신할 하향링크 시간 구간을 할당받기 위해 과정(716)으로 진행하여 서브 MAP 프레임의 수신을 설정한 후 과정(708)으로 진행하고, 그렇지 않다면 과정(708)으로 바로 진행한다.
상기 과정(708)에서 단말은 상기 MAP 프레임에 의해 할당된 상향링크 시간 구간에서 자원 요청 메시지가 전송되었는지를 판단한다. 만일 전송되었다면 상기 자원 요청 메시지에 의해 요구된 자원을 할당받기 위해 과정(718)으로 진행하여 서브 MAP 프레임의 수신을 설정한 후 과정(710)으로 진행하고, 그렇지 않다면 과정(710)으로 바로 진행한다.
상기 과정(710)에서 단말은 서브 MAP 프레임의 수신이 설정되었는지, 즉 하향링크 데이터를 재수신하여야 하거나, 상향링크 데이터에 대한 ACK를 수신하여야 하거나, 추가적인 자원을 요청하였는지를 판단한다. 만일 서브 MAP 프레임의 수신 이 설정되지 않았다면, 과정(712)에서 단말은 현재 전송 프레임 구간에서 추가적인 자원을 필요로 하지 않는 것으로 판단하여 다음 전송 프레임 구간의 시작점, 즉 MAP 프레임의 다음 전송 주기까지 대기한 후 과정(702)으로 복귀한다. 반면 서브 MAP 프레임의 수신이 설정되었다면, 단말은 과정(720)으로 진행한다.
과정(720)에서 단말은 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간이 모두 종료된 직후부터 기지국으로부터 서브 MAP 프레임의 수신을 모니터링한다. 상기 서브 MAP 프레임을 수신하면 과정(704)으로 복귀하여, 상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 후속하는 시간 구간들에서 상기 과정들을 수행한다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 동작하는 본 발명에 있어서, 개시되는 발명 중 대표적인 것에 의하여 얻어지는 효과를 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 기지국이 첫 번째 MAP 프레임을 통해 최소의 자원만을 할당함으로써 과도하게 추정되는 자원의 양의 최소화하며, 단말이 추가적인 자원을 필요로 하는 경우 동일 전송 프레임 구간 내에서 서브 MAP 프레임을 통해 요청된 상향링크 자원을 바로 할당함으로써, 지연이나 지터 등의 QoS 품질 저하 요인을 제거한다. 또한 단말이 불필요하게 긴 시간 구간을 모니터링하지 않고 슬립 모드로 유지하는 시간을 최대화하여 단말의 전력 소모를 감소시킨다.

Claims (33)

  1. 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법에 있어서,
    각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 전송하는 과정과,
    상기 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말과 데이터를 통신하는 과정과,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브(subsequent: sub) MAP 프레임을 전송하는 과정과,
    상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 하향링크 데이터의 재전송 및 상기 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 통신하는 과정은,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 전송된 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크를, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말로부터 수신하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임은,
    해당 서브 MAP 프레임이 전송되기 직전의 상향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 상향링크 데이터의 재전송을 위해 할당된 상향링크 시간 구간을 더 지시하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 서브 MAP 프레임은,
    단말의 식별자(ID)와,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 시작점을 나타내는 시작 옵셋 및
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간 및 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간은, 고정 길이를 가지는 하나의 전송 프레임 구간에 포함됨을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 애크는,
    적어도 하나의 데이터 유닛에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 비트맵을 포함함을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  7. 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간의 할당 방법에 있어서,
    기지국에 의해 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 수신하는 과정과,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신하는 과정과,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 수신하는 과정과,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 통신하는 과정은,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 수신된 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크를, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국으로 송신하는 과정을 포함함을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임은,
    해당 서브 MAP 프레임이 전송되기 직전의 상향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 상향링크 데이터의 재전송을 위해 할당된 상향링크 시간 구간을 더 지시하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임을 수신하는 과정은,
    해당 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 하향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 하향링크 데이터가 존재하거나, 해당 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 상향링크 시간 구간에서 송신한 상향링크 데이터가 존재하는 경우에, 상기 각 서브 MAP 프레임의 수신을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 서브 MAP 프레임은,
    단말의 식별자(ID)와,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 시작점을 나타내는 시작 옵셋 및
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간 및 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간은, 고정 길이를 가지는 하나의 전송 프레임 구간에 포함됨을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  13. 제 7 항에 있어서, 상기 애크는,
    적어도 하나의 데이터 유닛에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 비트맵을 포함함을 특징으로 하는 전송 시간 구간의 할당 방법.
  14. 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간을 할당하는 기지국 장치에 있어 서,
    각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 생성하며, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브(subsequent: sub) MAP 프레임을 생성하는 프로세서와,
    상기 MAP 프레임을 상기 각 단말에게 전송한 이후 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말과 데이터를 통신하며, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 상기 각 단말에게 전송하고, 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송한 이후 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 하향링크 데이터의 재전송 및 상기 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 수행하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 전송된 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크를, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 상향링크 시간 구간에서 상기 각 단말로부터 수신하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임은,
    해당 서브 MAP 프레임이 전송되기 직전의 상향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 상향링크 데이터의 재전송을 위해 할당된 상향링크 시간 구간을 더 지시하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 서브 MAP 프레임은,
    단말의 식별자(ID)와,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 시작점을 나타내는 시작 옵셋 및
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 기지국 장치.
  18. 제 14 항에 있어서, 상기 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간 및 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간은, 고정 길이를 가지는 하나의 전송 프레임 구간에 포함됨을 특징으로 하는 기지국 장치.
  19. 제 14 항에 있어서, 상기 애크는,
    적어도 하나의 데이터 유닛에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 비트맵을 포함함을 특징으로 하는 기지국 장치.
  20. 무선 네트워크 시스템에서 전송 시간 구간을 할당받는 단말 장치에 있어서,
    기지국에 의해 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임을 해석하고, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 전체 시간 구간 직후에, 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 해석하는 프로세서와,
    상기 MAP 프레임을 상기 기지국으로부터 수신하여 상기 프로세서로 전달하고, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신하며, 상기 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 송수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 송수신부는,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 수신된 데이터 의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크를, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임은,
    해당 서브 MAP 프레임이 전송되기 직전의 상향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 상향링크 데이터의 재전송을 위해 할당된 상향링크 시간 구간을 더 지시하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  23. 제 20 항에 있어서, 상기 프로세서부는,
    상기 각 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 하향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 하향링크 데이터가 존재하거나, 해당 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 상향링크 시간 구간에서 송신한 상향링크 데이터가 존재하는 경우에, 상기 각 서브 MAP 프레임의 수신을 모니터링하도록 상기 송수신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  24. 제 20 항에 있어서, 상기 서브 MAP 프레임은,
    단말의 식별자(ID)와,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 시작점을 나타내는 시작 옵셋 및
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
  25. 제 20 항에 있어서, 상기 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간 및 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간은, 고정 길이를 가지는 하나의 전송 프레임 구간에 포함됨을 특징으로 하는 단말 장치.
  26. 제 20 항에 있어서, 상기 애크는,
    적어도 하나의 데이터 유닛에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 비트맵을 포함함을 특징으로 하는 단말 장치.
  27. 무선 네트워크 시스템에 있어서,
    각 단말에게 할당된 하향링크 시간 구간과 상향링크 시간 구간을 지시하는 MAP 프레임 및 하향링크 데이터의 재전송 및 상향링크 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크(ACK)의 전송 중 적어도 하나를 위해, 할당된 하향링크 시간 구 간을 지시하는 적어도 하나의 서브 MAP 프레임을 전송하는 기지국과,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 및 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국과 데이터를 통신한 이후, 상기 각 서브 MAP 프레임을 수신하며, 상기 각 서브 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 상기 재전송된 하향링크 데이터의 수신 및 상기 애크의 수신 중 적어도 하나를 수행하는 단말을 포함하는 것을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 단말은,
    상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 하향링크 시간 구간에서 수신된 데이터의 성공적인 수신 여부를 나타내는 애크를, 상기 MAP 프레임에 의해 지시된 상기 상향링크 시간 구간에서 상기 기지국으로 송신하는 것을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 각 서브 MAP 프레임은,
    해당 서브 MAP 프레임이 전송되기 직전의 상향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 상향링크 데이터의 재전송을 위해 할당된 상향링크 시간 구간을 더 지시하는 것을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 단말은,
    상기 각 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 하향링크 시간 구간에서 수신에 실패한 하향링크 데이터가 존재하거나, 해당 서브 MAP 프레임이 시작하기 직전의 상향링크 시간 구간에서 송신한 상향링크 데이터가 존재하는 경우에, 상기 각 서브 MAP 프레임의 수신을 모니터링하는 것을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 서브 MAP 프레임은,
    단말의 식별자(ID)와,
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 시작점을 나타내는 시작 옵셋 및
    상기 서브 MAP 프레임에 의해 할당된 각 시간 구간의 길이를 나타내는 기간 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  32. 제 27 항에 있어서, 상기 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간 및 상기 적어도 하나의 서브 MAP 프레임에 의해 지시되는 시간 구간은, 고정 길이를 가지는 하나의 전송 프레임 구간에 포함됨을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
  33. 제 27 항에 있어서, 상기 애크는,
    적어도 하나의 데이터 유닛에 대한 성공적인 수신 여부를 나타내는 비트맵을 포함함을 특징으로 하는 WLAN 시스템.
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