KR20080069524A

KR20080069524A - 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20080069524A
Application number: KR1020080006345A
Authority: KR
Inventors: 이재민; 권창열; 구오핑 판; 김성수
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-23
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2008-07-28
Also published as: US8374110B2; KR101000930B1; US20100097967A1; WO2008091108A1; EP2067312B1; EP2067312A1; KR20080069536A; KR20080069535A; EP2067312A4

Abstract

무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법은 무선 네트워크에서 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 데이터를 수신할 송수신 장치에 시험 데이터(Test Data)를 송신하는 단계, 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치 사이에 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 단계 및 간섭이 발생하지 않으면, 시험 데이터를 송수신하는 장치는 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

밀리미터 웨이브, 반송파, 공간적 재사용, Spatial Reuse

Description

무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치{Method and apparatus for transmitting and receiving data in wireless network}

본 발명은 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시험 데이터를 이용하여 무선 네트워크에 있는 다른 송수신 장치와의 간섭 여부를 판단하여 병렬적으로 데이터를 송수신하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

네트워크가 무선화 되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송법에 대한 연구가 요구되고 있다. 더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지는 추세에 있다.

특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 AV 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하는 방식으로 손실 압축된다. 반면에, 비압축 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함한다. 이와 같이, 무선 기기들이 압축되지 않은 원본 데이터를 서로 송수신함에 따라 사용자는 고화질 및 고음질의 컨텐츠를 제공받을 수 있게 된다.

종래에는 네트워크 상에서 존재하는 송수신 장치(이하, '스테이션' 이라고 함) 간에 데이터가 송수신되는 일정한 시간 구간인 채널 타임 블록(channel time block)을 할당 받아, 자신에게 할당된 채널 타임 블록에서만 데이터를 송수신할 수 있었다.

그러나, 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이터를 송수신하는 기술은 방향성 있는 통신이 가능하므로, 다른 데이터 송수신 장치와의 간섭이 발생하지 않으면 병렬적으로 데이터를 통신하는 공간적 재사용(Spatial Reuse)이 가능하다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 목적은 시험 데이터를 이용하여 다른 송수신 장치와의 간섭 여부를 판단하고, 간섭이 발생하지 않는다고 판단되면 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하도록 하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법은 무선 네트워크에서 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 데이터를 수신할 송수신 장치에 시험 데이터(Test Data)를 송신하는 단계; 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치 사이에 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 간섭이 발생하지 않으면, 상기 시험 데이터를 송수신하는 장치는 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치는 무선 네트워크에서 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이 터를 송수신하는 장치에 있어서, 상기 데이터를 송수신하는 장치는 상기 데이터를 수신할 송수신 장치에 시험 데이터(Test Data)를 송신하는 시험 데이터 송신부; 및 다른 송수신 장치로부터 송신된 상기 시험 데이터 또는 데이터를 감지하는 데이터 감지부를 포함하며, 상기 시험 데이터를 송수신한 송수신 장치는, 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치 사이에 간섭이 발생하지 않으면, 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 따르면 시험 데이터를 이용하여 다른 송수신 장치와 간섭이 발생하지 않으면 데이터를 병렬적으로 송수신할 수 있어서 데이터 송수신을 위한 네트워크 효율을 높일 수 있다는 장점이 있다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의한 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치를 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.

또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실해하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨데, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.

현재 IEEE의 한 태스크 그룹(task group)인 802.15.3c에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 표준을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 표준은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.

도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간의 주파수 대역을 비교하는 도면이다.

IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다. 또한, 공기 중 감쇠율(attenuation ratio)이 매우 높기 때문에 기기간에 간섭을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.

특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 AV 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있는데, 무선 기기들이 압축되지 않은 원본 데이터를 서로 송수신함에 따라 사용자는 고화질 및 고음질의 컨텐츠를 제공받을 수 있다는 장점도 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템을 나타낸 개념도이다.

하나의 무선 네트워크는 서로 간에 통신 가능하며 데이터를 송수신하는 복수의 스테이션들(210, 221, 222, 223, 224)로 이루어진다. 이러한 스테이션들 중 하나의 스테이션은 조정자(210) 역할을 수행한다. 즉, 조정자(210)는 무선 네트워크 내의 일원인 스테이션의 역할 및 조정자 역할을 함께 수행할 수 있다.

무선 네트워크 조정자(210)는 비콘을 송신하여 네트워크상에 존재하는 스테이션(221, 222, 223, 224)의 대역 할당(bandwidth allocation)을 조정하는 역할을 한다. 즉, 네트워크를 구성하는 적어도 하나 이상의 스테이션들(221, 222, 223, 224)은 수신된 비콘을 참조하여 대역을 할당받기 위하여 대기하거나, 대역이 자신에게 할당된 경우 할당된 대역을 통하여 다른 스테이션에게 송신하고자 하는 데이 터를 송신할 수 있게 되는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 네트워크는 적어도 하나 이상의 채널 타임 블록(Channel Time Block)을 포함하는 수퍼프레임에 따라 구성되는데, 채널 타임 블록은 네트워크상의 특정 스테이션에게 대역이 할당되도록 예약된 시간 구간인 예약 채널 타임 블록(Reserved Channel Time Block)과 네트워크상의 스테이션 중 경쟁을 통하여 선택된 하나의 스테이션에게 대역이 할당된 시간 구간인 비예약 채널 타임 블록(Unreserved Channel Time Block)으로 분류될 수 있다. 여기서, 채널 타임 블록은 네트워크상에 존재하는 스테이션간에 데이터가 송수신되는 일정한 시간 구간(Time Period)을 의미하는 것으로서, 예약 채널 타임 블록 및 비예약 채널 타임 블록은 각각 채널 타임 할당 구간(Channel Time Allocation Period) 및 경쟁 접근 구간(Contention Access Period)에 대응된다.

송신하고자 하는 데이터를 가지고 있는 스테이션은 비예약 채널 타임 블록에서 다른 스테이션과 경쟁하여 데이터를 송신하거나, 자신에게 할당된 예약 채널 타임 블록에서 데이터를 송신할 수 있다.

한편, 60GHz의 반송파 주파수를 사용하여 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭으로 데이터 송신을 가능하게 하는 밀리미터 웨이브 기술에 따르면, 방향성 있는 통신이 요구될 수 있다.

즉, 송신 스테이션과 수신 스테이션에 구비된 안테나를 서로 마주보게 하여 데이터 통신을 수행하여야 하는 것인데, 이에 따라 전파의 방향을 동기화시켜주기 위한 빔 형성(beam forming)을 수행하는 것이 바람직하다. 여기서, 빔 형성은 고주 파 대역에서 데이터의 송수신이 원활하게 수행될 수 있도록 하기 위하여 송신 스테이션 및 수신 스테이션에 구비된 안테나의 전파 방향이 일치하게 되도록 전파의 방향을 조정하는 것으로 이해될 수 있다.

이처럼, 밀리미터 웨이브를 이용한 데이터의 전송은 방향성을 가지면서 데이터를 송수신할 수 있으므로, 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 스테이션들과 데이터 전송을 위한 간섭이 발생하지 않는다면 채널 타임 블록을 별도로 할당받지 않고 데이터를 전송하고 있는 다른 스테이션들과 병렬적으로 데이터를 송수신할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 내에서 다른 스테이션들과 병렬적으로 데이터를 송수신하는 방법에 관하여 도 3 내지 도 5를 참조로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬적으로 데이터를 송수신하기 위한 흐름도이고, 도 4는 도 3의 흐름도에 따라 병렬적으로 데이터를 송수신하는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위해 각 스테이션의 통신 과정을 설명하는 도면이며, 도 5는 도 4에서 스테이션 1, 3 5의 채널 타임 블록(channel time block)을 도시한 도면이다.

도 4에서 스테이션 1은 조정자 역할을 담당하는 스테이션이고 스테이션 1과 스테이션 3은 각각 스테이션 2와 스테이션 4를 향하여 데이터#1 및 데이터#2를 송신하고 있다. 이때, 스테이션 1과 스테이션 3은 도 5와 같이 조정자로부터 채널 타임 블록을 할당받아서 자신에게 할당받은 채널 타임 블록에서 데이터를 송신할 수 있다. 도시되지 않았지만 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하지 않은 다른 스테이션들을 포함할 수 있다.

이때, 새롭게 무선 네트워크에 참여하여 데이터 송신을 하고자 하는 스테이션 5가 스테이션 6에게 데이터를 송신하기 위해 조정자에게 무선 네트워크로의 참여 및 대역 할당을 요청할 수 있다(S410). 또는, 직접적으로 조정자에게 데이터를 송신하고 있는 스테이션 1 및 스테이션 3의 채널 타임 블록과 무관하게 병렬적으로 데이터를 송신할 수 있도록 하는 공간적 재사용(Spatial Reuse)을 요청할 수 있다(S410).

이때, 조정자에게 대역 할당을 요청하거나 공간적 재사용을 요청할 때 컨트롤 채널을 이용할 수 있다. 컨트롤 채널은 각 스테이션 간에 데이터를 송수신하는 밀리미터 웨이브 채널과 별도로 각 스테이션간에 통신을 수행하는 채널로, 밀리미리 웨이브 채널에 비해 낮을 전송률을 가지는 특성을 가지고 전방향(omni-direction) 통신이 가능한 채널이다.

조정자가 스테이션 5로부터 대역 할당 요청을 받았을 때, 요구하는 대역 보다 좁은 대역을 할당할 수 있거나 대역을 할당할 수 없다고 판단하면, 조정자는 공간적 재사용이 가능한지를 판단하기 위해서 시험 데이터를 이용하여 시험 데이터에 의해 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션들(스테이션 1, 2, 3, 4)이 데이터 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 별도의 채널 시간(530)을 스테이션 5에 할당하게 된다(S420). 이때, 시험 데이터를 송신하는 스테이션 5뿐만 아니라 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4도 채널 시간(530)이 할당되었음을 조정자로부터 통보받을 수 있다. 마찬가지로, 직접적으로 조정자에게 공간적 재사용을 요청하였을 때에서도 시험 데이터에 의해 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해서 조정자는 스테이션 5에 채널 시간(530)을 할당하게 된다(S420). 도 5에서 스테이션 5가 시험 데이터를 송신하여 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 스테이션들과 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 스테이션 5에 시험 데이터를 송신하도록 할당된 채널 시간(530)이 도시되어 있다.

도 5에서 스테이션 5에 할당된 채널 시간(530)에 앞서 스테이션 1과 스테이션 3이 각각 데이터#1과 데이터 #2를 송신하는 채널 시간(510, 520)이 할당되어 있는데, 이때에는 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 스테이션(스테이션 1, 2, 3, 4)에 의해 송수신 중인 데이터#1 또는 데이터#2에 의해 새롭게 네트워크에 참여하여 병렬적으로 데이터를 송수신하고자 하는 스테이션(스테이션 5, 6)에 간섭이 발생하지 여부를 조사한다. 즉, 스테이션 5와 6에 데이터#1 또는 데이터 #2가 감지 여부를 조사(S430)하여 감지가 되면 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.

조정자로부터 시험 데이터에 의한 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 스테이션 5에 채널 시간(530)이 할당되면, 할당된 채널 시간(530)에 새롭게 네트워크에 참여하여 데이터를 송신하고자 하는 스테이션 5는 시험 데이터(test data)를 수신하고자 하는 스테이션 6을 향하여 송신하게 된다(S440). 시험 데이터는 스테이션이 전송하고자 하는 데이터와는 별도로 데이터 송수신시 다른 스테이션들 사이에 데이터의 전송과 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위한 소정의 데이터이다. 각 스테이션은 동일한 시험 데이터를 가지고 있으며, 다른 스테이션에서 송신하여 수신한 데이터가 시험 데이터임을 감지할 수 있다.

시험 데이터에 의해 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해서 채널 시간(530)이 할당되었음을 다른 스테이션도 인지하게 되는데, 스테이션 5가 스테이션 6을 향하여 시험 데이터를 송신한 후, 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4는 할당된 채널 시간(530)동안 시험 데이터를 감지하게 된다(S445). 이때, 스테이션 2를 향하여 데이터를 송신하고 있는 조정자도 포함된다.

새롭게 병렬적으로 데이터를 송수신하고자 하는 스테이션 5와 6은 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4에 의해 송수신되는 데이터#1 또는 데이터#2의 감지 여부를 전술한 컨트롤 채널을 이용하여 조정자에게 송신하고(S450a), 스테이션 1, 2, 3, 4는 스테이션 5로부터 송신된 시험 데이터의 감지 여부를 마찬가지로 컨트롤 채널을 이용하여 조정자에게 송신하게 된다(S450b).

도 5에서 스테이션 상호간에 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 조정자에 의해 할당된 채널 타임 블록(510, 520, 530)은 그 순서가 바뀔 수가 있다. 즉, 시험 데이터를 송신하는 채널 시간이 먼저 수행되어 스테이션 1, 2, 3, 4에서 시험 데이터에 의한 간섭이 발생하는지 여부를 감지하고, 이후에 스테이션 1과 스테이션 3이 각각 데이터#1과 데이터#2를 송신하여 스테이션 4와 5에서 데이터#1 또 는 데이터#2에 의해 간섭이 발생하는지 여부를 감지할 수 있다. 따라서, 전술한 S430과 S440 내지 S445는 그 순서가 바뀔 수 있다.

무선 네트워크 내에서 모든 스테이션으로부터 도 5의 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 조정자로부터 할당된 시간 동안 시험 데이터 또는 데이터의 감지 여부를 수신한 조정자는 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4와 새롭게 무선 네트워크에 참여하여 데이터를 전송할 스테이션 5, 6 사이의 간섭 여부를 판단하여, 병렬적으로 스테이션 5가 데이터를 송신할 수 있는지 여부를 판단한다(S460).

이때, 무선 네트워크 내에서 모든 스테이션(스테이션 1, 2, 3, 4, 5, 6)이 시험 데이터 또는 데이터#1 또는 데이터#2를 감지하지 않았으면(더욱 구체적으로 스테이션 1, 2, 3, 4가 시험 데이터를 감지하지 않고, 스테이션 5, 6이 데이터#1과 데이터#2를 감지하지 않았으면), 스테이션 1과 2 및 스테이션 3과 4 사이의 데이터 송수신과 스테이션 5와 6 사이의 송수신 사이에의 간섭이 발생하지 않는 것으로 판단하게 된다. 따라서, 스테이션 5는 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4와 무관하게 공간적 재사용에 의해 데이터를 병렬적으로 스테이션 6을 향하여 송신할 수 있다. 이와 다르게, 스테이션 1, 2, 3, 4, 5, 6, 중 어느 하나의 스테이션에 시험 데이터 또는 데이터#1 또는 데이터#2가 되면(더욱 구체적으로 스테이션 1, 2, 3, 4 중 어느 하나의 스테이션에서 시험 데이터가 수신되거나, 스테이션 5, 6 중 어느 하나의 스테이션에서 데이터#1 또는 데이터#2가 수신되면) 이는 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 스테이션과 간섭이 발 생하는 것으로 판단하게 된다. 이때, 스테이션 5의 데이터 전송에 의해 스테이션 1, 2, 3, 4 중에서 시험데이터가 수신된 스테이션에 대하여 데이터 전송을 방해하거나, 스테이션 1, 2, 3, 4의 데이터 송수신에 의해 스테이션 5, 6 사이의 데이터 송수신을 방해할 수 있으므로, 스테이션 5는 공간적 재사용에 의해 병렬적으로 데이터를 송신할 수 없다.

무선 네트워크 내의 모든 스테이션으로부터 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위한 시간 동안에 시험 데이터 또는 데이터의 감지 여부를 각 스테이션으로부터 수신한 조정자는 공간적 재사용 여부를 스테이션 5에 송신하게 된다(S470). 이때, 전술한 컨트롤 채널을 이용하여 스테이션 5에 통보하게 된다.

공간적 재사용에 의해 데이터의 송신이 가능하면, 스테이션 5는 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션 1, 2, 3, 4와 무관하게 병렬적으로 데이터를 송수신할 수 있다.

도 5에서 스테이션 1, 3과 무관하게 스테이션 5가 공간적 재사용에 의해 병렬적으로 데이터를 송신하고 있는 것을 도시하고 있다. 스테이션 1과 3은 각각 조정자로부터 주기적으로 할당 받은 채널 타임 블록에서 데이터를 송신할 수 있는 반면에, 스테이션 1과 스테이션 2 및 스테이션 3과 스테이션 4 사이의 데이터 송수신과 간섭이 발생하지 않은 스테이션 5는 스테이션 1 및 스테이션 3의 채널 타임 블록과 무관하게 데이터를 병렬적으로 송신함을 알 수 있다.

그리고, 도 4에서 두꺼운 실선의 화살표는 밀리미터 웨이브 채널을 통해 시험 데이터를 포함하는 데이터를 송수신하고 있는 것을 도시하고 있고, 얇은 점선의 화살표는 컨트롤 채널을 이용하여 각 스테이션 간에 통신을 수행하고 있는 것을 도시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 장치에서 조정자가 아닌 스테이션의 구성을 도시한 블록도이다.

스테이션은 CPU(610), 메모리(620), MAC 관리부(630), MAC 유닛(640), 물리 유닛(650), 안테나(66), 시험 데이터 송신부, 데이터 감지부(680), 대역할당 요청부(670), 공간적 재사용 요청부(675), 감지 여부 응답부(685)를 포함하여 구성될 수 있다.

이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'는 일종의 모듈로 구현될 수 있다. 여기서 '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)와 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.

CPU(610)는 버스에 연결되어 있는 다른 구성 요소들을 제어하며, MAC 층의 상위층에서의 처리를 담당한다. 따라서, CPU(610)는 MAC 유닛(640)으로부터 제공되는 수신 데이터(수신 MSDU; MAC Service Data Unit)를 처리하거나 송신 데이터(송신 MSDU)를 생성하여 MAC 관리부(630)를 통해 MAC 유닛(640)에 제공한다.

메모리(620)는 수신 및 송신할 데이터 및 시험 데이터를 저장하는 역할을 한다. 메모리는 롬(ROM), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 램(RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 하드 디스크, 광디스크와 같은 저장 매체, 또는 기타 해당 분야에서 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.

MAC 유닛(640)은 CPU(610)로부터 제공된 MSDU, 즉 송신할 데이터에 MAC 헤더를 부가하여 MPDU(MAC Protocol Data Unit)을 생성한다. 생성된 MPDU는 물리 유닛(650)을 통하여 전송된다.

물리 유닛(650)은 MAC 유닛(640)으로부터 제공된 MPDU에 시그널 필드 및 프리앰블을 부가하여 PPDU를 생성하고 생성된 PPDU, 즉 데이터 프레임을 무선 신호로 변환하여 안테나(660)를 통해 전송한다. 물리 유닛(650)은 기저 대역 신호를 처리하는 기저대역 프로세서(base band processor)(651)와 상기 처리된 기저 대역 신호로부터 실제 무선 신호를 생성하고 안테나(660)를 통하여 공중(air)으로 전송하는 RF(radio frequency) 유닛(652)으로 세분화될 수 있다.

구체적으로, 기저대역 프로세서(651)는 프레임 포맷팅(frame formatting), 채널 코딩(channel coding) 등을 수행하고, RF 유닛(652)은 아날로그 파 증폭, 아날로그/디지털 신호 변환, 변조 등의 동작을 수행한다.

도 6에 도시된 바와 같이 스테이션은 MAC 유닛(640a, 640b), 물리 유닛(650a, 650b), 안테나(660a, 660b)가 물리적으로 분리되어 구비되어 있는 것을 도시하고 있는데, 제 1 MAC 유닛(640a), 제 1 기저 대역 프로세서(651a) 및 제 1 RF 유닛(652a)을 포함하는 제 1 물리 유닛(650a), 제 1 안테나(660a)는 도 4의 실선과 같이 밀리미터 웨이브 채널을 통하여 데이터 또는 시험 데이터를 송수신하는데 사용되고, 제 2 MAC 유닛(640b), 제 2 기저 대역 프로세서(651b) 및 제 2 RF 유닛(652b)을 포함하는 제 2 물리 유닛(650b), 제 2 안테나(660b)는 도 4의 점선과 같이 컨트롤 채널을 통하여 시험 데이터에 의한 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 각 스테이션 간에 통신을 하기 위해 사용될 수 있다.

MAC 관리부(630)는 송수신할 대상의 종류를 파악하여 종류에 대응하는 처리 경로로 처리되도록 하는 역할을 한다. 예를 들어, 송신 대상이 시험 데이터 또는 데이터인 경우에는 MAC 관리부(630)는 해당 데이터의 패킷을 제 1 MAC 유닛(640a)으로 전달하여 60GHz 채널을 이용하여 송신될 수 있도록 하고, 송신 대상이 대역 할당 요청 또는 시험 데이터 감지 여부에 대한 결과 등인 경우에는 MAC 관리부(630)는 해당 패킷을 제 2 MAC 유닛(640b)으로 전달하여 컨트롤 채널을 이용하여 송신될 수 있도록 제어할 수 있다.

시험 데이터 송신부는 메모리(620)에 저장된 시험 데이터를 제 1 MAC 유닛(640a), 제 1 물리 유닛(650a) 및 제 1 안테나(660a)를 통하여 데이터를 수신할 스테이션을 향하여 송신한다. 따라서, 시험 데이터 송신부는 별도로 정의할 수도 있으나, 메모리(620)에 저장된 시험 데이터 및 시험 데이터의 송신 과정에서 거치는 제 1 MAC 유닛(640a), 제 1 물리 유닛(650a), 및 제 1 안테나(660a)를 총괄하여 시험 데이터 송수신부라 정의할 수 있다.

데이터 감지부(680)는 다른 스테이션으로부터 송신된 시험 데이터 또는 데이터를 감지한다. 전술한 바와 같이 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 조정자에 의해 할당된 시간에 있어서, 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있던 스테이션들은 시험 데이터를 감지 되는지 여부를 판단하고, 새롭게 무선 네트워크에 참여하여 데이터를 송수신하고자 하는 스테이션들은 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션들로부터 송수신되는 데이터가 감지 되는지 여부를 판단할 수 있다. 조정자에 의해 할당된 각각의 채널 시간(510, 520, 530)에 있어서 데이터 또는 시험 데이터의 감지 여부에 대한 결과는 감지 여부 응답부(685)에서 컨트롤 채널을 이용하여 조정자에게 송신할 수 있다.

대역 할당 요청부(670)는 무선 네트워크에 참여하여 데이터를 송수신하고자 할 때, 조정자에게 주파수 대역의 할당을 요청한다. 이때, 대역 할당 요청을 위한 커맨드를 컨트롤 채널을 이용하여 조정자에게 송신할 수 있다.

공간적 재사용 요청부(675)는 별도의 대역 할당을 요청하지 않으면서 직접적으로 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 스테이션들과 무관하게 병렬적으로 데이터를 송수신할 수 있도록 공간적 재사용을 요청한다. 마찬가지로, 공간적 재사용 요청을 위한 커맨드를 컨트롤 채널을 이용하여 조정자에게 송신할 수 있 다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 송수신 장치에서 조정자에 해당하는 스테이션의 구성을 도시한 블록도이다.

조정자 역할을 하는 스테이션은 네트워크 조정자로서 동작하기 위한 기능 즉, 조정자 능력을 가지고 있으면서, 일반 스테이션처럼 데이터를 송수신하기도 한다. 따라서, 도 6의 스테이션의 구성과 대비하여 본 발명의 일 실실시예에 따른 조정자로서의 특징에 해당하는 구성요소에 대한 설명을 하기로 한다. 데이터를 송수신하는 일반 스테이션으로서의 특징에 해당하는 구성요소의 설명은 전술한 바와 동일하므로 생략하기로 한다.

공간적 재사용 판단부(690)는 무선 네트워크 내에서 모든 스테이션들의 감지 여부 응답부(685)로부터 각각 시험 데이터 또는 데이터의 감지 여부에 대한 결과를 수신하여 채널 할당을 요청하거나 공간적 재사용을 요청한 스테이션이 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하는 공간적 재사용이 가능한지를 판단한다. 무선 네트워크 내에 있는 모든 스테이션들이 간섭이 발생하는지 여부를 판단하기 위해 할당된 시간 동안 시험 데이터 또는 데이터를 수신하지 않았다면 공간적 재사용이 가능한 것으로 판단하고, 그 중 어느 하나의 스테이션이 시험 데이터 또는 데이터를 수신하였다면 공간적 재사용에 의한 병렬적 데이터 송신이 불가능한 것으로 판단할 수 있다.

판단 결과 송신부(695)는 상기 공간적 재사용 판단부(690)에 의해 공간적 재사용에 대한 판단 결과를 채널 할당을 요청하거나 공간적 재사용을 요청한(시험 데 이터를 송신한) 스테이션에 송신한다. 이때, 전술한 컨트롤 채널을 이용하여 송신할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 병렬적으로 데이터를 송수신하기 위한 흐름도이다.

도 4는 도 3의 흐름도에 따라 병렬적으로 데이터를 송수신하는 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위해 각 스테이션의 통신 과정을 설명하는 도면이다.

도 5는 도 4에서 스테이션 1, 3 5의 채널 타임 블록을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

670: 대역할당 요청부 675: 공간적 재사용 요청부

680: 데이터 감지부 685: 감지 여부 응답부

690: 공간적 재사용 판단부 695: 판단 결과 송신부

Claims

무선 네트워크에서 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,

상기 데이터를 수신할 송수신 장치에 시험 데이터(Test Data)를 송신하는 단계;

상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치 사이에 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 단계; 및

상기 간섭이 발생하지 않으면, 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치는 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 상기 데이터를 송수신하는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 시험 데이터를 송신하는 단계는

조정자에게 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하도록 요청하는 단계; 및

상기 조정자로부터 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치에 의한 상기 간섭이 발생하는지를 판단하기 위한 채널 시간을 할당 받는 단계; 및

상기 할당 받은 채널 시간에 상기 시험 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법.
제 2 항에 있어서,

상기 조정자에게 병렬적으로 데이터를 송수신하도록 요청하는 단계는 컨트롤 채널을 이용하여 요청하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 간섭이 발생하는지 여부를 판단하는 단계는

상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 각각의 다른 송수신 장치는 상기 시험 데이터를 감지하고, 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치는 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치에 의해 송수신되고 있는 데이터를 감지하는 단계;

상기 무선 네트워크 내에 있는 모든 송수신 장치는 각각 상기 감지 여부를 조정자에게 송신하는 단계;

상기 조정자는 상기 감지 여부를 기초로 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치가 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하는 것이 가능한지를 판단하는 단계; 및

상기 판단된 결과를 상기 시험 데이터를 송신한 송수신 장치에 송신하는 단 계를 포함하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법.
제 4 항에 있어서,

상기 감지 여부를 조정자에게 송신하는 단계 및 상기 판단된 결과를 상기 시험 데이터를 송신한 송수신 장치에 송신하는 단계는 컨트롤 채널을 이용하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법.
무선 네트워크에서 밀리미터 웨이브를 이용하여 데이터를 송수신하는 장치에 있어서,

상기 데이터를 송수신하는 장치는 상기 데이터를 수신할 송수신 장치에 시험 데이터(Test Data)를 송신하는 시험 데이터 송신부; 및

다른 송수신 장치로부터 송신된 상기 시험 데이터(Test Data) 또는 데이터를 감지하는 데이터 감지부를 포함하며,

상기 시험 데이터를 송수한 송수신 장치는, 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치 사이에 간섭이 발생하지 않으면, 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 상기 데이터를 송수신하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치.
제 1 항에 있어서,

조정자에게 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 데이터를 송수신하도록 요청하는 공간적 재사용(Spatial Reuse) 요청부를 더 포함하며,

상기 요청에 의해 상기 조정자로부터 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치에 의한 상기 간섭이 발생하는지를 판단하기 위한 채널 시간을 할당 받은 후, 상기 시험 데이터 송신부는 상기 할당 받은 채널 시간에 상기 시험 데이터를 송신하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 공간적 재사용 요청부는 컨트롤 채널을 이용하여 요청하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치.
제 6 항에 있어서,

상기 감지 여부를 조정자에게 송신하는 감지 여부 응답부를 더 포함하며,

상기 조정자는 상기 무선 네트워크 내에 있는 모든 송수신 장치로부터 송신 받은 상기 감지 여부를 기초로 상기 시험 데이터를 송수신하는 송수신 장치가 상기 무선 네트워크 내에서 데이터를 송수신하고 있는 다른 송수신 장치와 병렬적으로 상기 데이터를 송수신하는 것이 가능한지는 판단하는 공간적 재사용(Spatial Reuse) 판단부; 및

상기 판단된 결과를 상기 시험 데이터를 송신한 송수신 장치에 송신하는 판 단 결과 송신부를 더 포함하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치.
제 9 항에 있어서,

상기 시험 데이터 감지 응답부 및 상기 판단 결과 송신부는 컨트롤 채널을 이용하여 송신하는 무선 네트워크에서 데이터를 송수신하는 장치.