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WO2014007576A1 - 다중 대역폭을 지원하는 무선랜 시스템에서 복수의 기본 대역폭 모드를 지원하기 위한 통신 방법 및 장치 - Google Patents

다중 대역폭을 지원하는 무선랜 시스템에서 복수의 기본 대역폭 모드를 지원하기 위한 통신 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014007576A1
WO2014007576A1 PCT/KR2013/005996 KR2013005996W WO2014007576A1 WO 2014007576 A1 WO2014007576 A1 WO 2014007576A1 KR 2013005996 W KR2013005996 W KR 2013005996W WO 2014007576 A1 WO2014007576 A1 WO 2014007576A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bandwidth
frame
time interval
mhz
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2013/005996
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
유희정
정민호
이재승
권형진
이석규
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Original Assignee
Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI filed Critical Electronics and Telecommunications Research Institute ETRI
Priority to US14/412,668 priority Critical patent/US20150156771A1/en
Priority claimed from KR1020130078797A external-priority patent/KR102062890B1/ko
Publication of WO2014007576A1 publication Critical patent/WO2014007576A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W28/00—Network traffic management; Network resource management
    • H04W28/16—Central resource management; Negotiation of resources or communication parameters, e.g. negotiating bandwidth or QoS [Quality of Service]
    • H04W28/18—Negotiating wireless communication parameters
    • H04W28/20—Negotiating bandwidth

Definitions

  • Described below is a communication method and apparatus for supporting a plurality of basic bandwidth modes in a WLAN system supporting multiple bandwidths.
  • the first direction is a technology to further increase the transmission speed, there is a WLAN technology using a 60GHz band and a WLAN technology using a 5GHz band.
  • the second technology is a wide area WLAN technology that utilizes a frequency band of less than 1 GHz to increase coverage than the existing WLAN technology.
  • the third direction is a technique for reducing the link setup time of the WLAN system.
  • the wide area wireless LAN technology may support multi bandwidth.
  • a wireless communication system supporting multiple bandwidths it is required to support a plurality of basic bandwidth modes that can cover the entire communication radius of an access point (AP).
  • AP access point
  • an AP supports a method of supporting terminals having various bandwidths.
  • an access point (AP) of a network that supports a first bandwidth and a second bandwidth that is twice the size of the first bandwidth may determine an operation state of the network. Allocating a first time period in which only frame transmission of the first bandwidth or more is allowed, and allocating a second time period in which only frame transmission of the second bandwidth or more is allowed, based on the network operating situation. It includes.
  • a communication method of a station may include at least one of the first bandwidth from an access point (AP) of a network supporting a first bandwidth and a second bandwidth that is twice the first bandwidth. Allocating a first time interval is allowed only frame transmission, Transmitting the frame using the first bandwidth in the first time interval, and A second allowed only the frame transmission of the second bandwidth or more from the AP Allocating a time interval and transmitting a frame using the second bandwidth in the second time interval.
  • AP access point
  • the frame transmitted in the first time interval is a first basic frame using the first bandwidth or a duplication mode frame generated based on the first basic frame.
  • the frame transmitted in the second time interval is a second basic frame using the second bandwidth or a duplication mode frame generated based on the second basic frame.
  • An access point of a WLAN system may include a network manager that checks an operation state of a network supporting a first bandwidth and a second bandwidth that is twice the first bandwidth, and based on the network operation state. And a bandwidth mode controller for allocating a first time interval in which only frame transmission of the first bandwidth or more is allowed and allocating a second time interval in which only frame transmission of the second bandwidth or more is allowed. It includes a transmission unit for transmitting a frame for notifying the allocation of the interval.
  • a station of a WLAN system may include a control frame for allocation of a first time interval in which only frame transmission of a first bandwidth or more is allowed from an access point (AP) and twice the size of the first bandwidth.
  • a receiving unit for receiving a control frame for allocating a second time interval in which only frame transmission of a second bandwidth or more is allowed, and transmitting the frame using the first bandwidth in the first time interval, and transmitting the frame in the second time interval.
  • a controller configured to transmit a frame using a second bandwidth, and a controller configured to control an operation mode of the transmitter based on the control frame.
  • Embodiments of the present invention can efficiently support multiple bandwidths in a WLAN system in which a plurality of basic bandwidths exist and communication distances are different for each of the plurality of basic bandwidths.
  • embodiments of the present invention may support various types of network operations using 1 MHz bandwidth beacons and 2 MHz bandwidth beacons.
  • FIG. 1 is a diagram for describing multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for describing a network operating status of a wireless LAN system according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a communication method of an AP in a WLAN system according to an embodiment.
  • 4 through 8 illustrate various methods for allocating a plurality of basic bandwidths.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a communication method of a station of a WLAN system according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an AP of a WLAN system according to an embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a station of a WLAN system according to an embodiment.
  • FIG. 12 illustrates a frame structure of a first bandwidth of multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frame structure of a second bandwidth among multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example configuration of a duplication mode frame according to an embodiment.
  • 15 is a diagram for explaining an example of a configuration of a duplication mode frame according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for describing multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • a wide area WLAN system may support multiple bandwidths.
  • the multiple bandwidths can include a first bandwidth having the lowest signal-to-noise ratio and a second bandwidth that is twice the first bandwidth.
  • the value of the first bandwidth may be 1 MHz.
  • the multi-bandwidth may include a 1 MHz bandwidth 110, a 2 MHz bandwidth 120, a 4 MHz bandwidth 130, an 8 MHz bandwidth 140, and a 16 MHz bandwidth 150.
  • the frequency band of the wide area wireless LAN system may be 1 GHz or less.
  • multiple bandwidths include 1 MHz, 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, and 16 MHz.
  • the lower frequency limit value 161 of FIG. 1 may be a value between 700 and 920 [MHz]
  • the upper frequency limit value 163 may be a value between 750 and 930 [MHz].
  • the 1 MHz bandwidth 110 may be allocated over an entire channel, and the remaining bandwidths 120, 130, 140, and 150 may be allocated only to a partial interval of the entire channel.
  • the 16 MHz bandwidth 150 may be allocated between the frequency upper limit value 163 at 165 of FIG. 1.
  • 8 MHz is allocated to the 2 MHz bandwidth 120
  • 4 channels are allocated to the 4 MHz bandwidth 130
  • 2 channels are allocated to the 8 MHz bandwidth 140.
  • the channel assignment shown in FIG. 1 is exemplary, and the number and frequency bands of the channels can be configured in various ways.
  • a transmission mode having a bandwidth value of 1 MHz (110) will be referred to as a 1 MHz mode
  • a transmission mode having a bandwidth value of 2 MHz (120) will be referred to as a 2 MHz mode.
  • the 1MHz mode is a transmission mode having 32 subcarriers while maintaining an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) symbol structure.
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • terminals should be able to receive both a signal transmitted in a 1 MHz mode and a signal transmitted in a 2 MHz mode.
  • a frame structure for dynamic bandwidth allocation is disclosed.
  • the packet structure of the WLAN technology using the 5GHz band is difficult to be applied to a wide area WLAN system using a frequency band of less than 1GHz. Therefore, a frame structure suitable for a frequency band of less than 1 GHz is required.
  • BSS Basic Service Set
  • FIG. 2 is an exemplary diagram for describing a network operating status of a wireless LAN system according to an embodiment.
  • FIG. 2 an example of a beacon reception situation of STAs (stations or terminals) according to distances is shown on the assumption that the AP 210 transmits a 1 MHz bandwidth beacon frame and a 2 MHz beacon frame.
  • the communication coverage of the AP 210 is divided into a first region 220 that can receive both a beacon frame having a 1 MHz bandwidth and a beacon frame having a 2 MHz bandwidth, and a second region 230 that can only receive a beacon frame having a 1 MHz bandwidth. Can be.
  • the stations 221, 223, and 225 in the first region 220 may receive both a 1 MHz bandwidth beacon frame and a 2 MHz bandwidth beacon frame.
  • the stations 231, 233, 235, and 237 in the second region 230 may receive only a beacon frame having a 1 MHz bandwidth.
  • the AP 210 uses only a beacon of 2MHz bandwidth, there is a disadvantage in that the coverage of the AP is reduced, but there is an advantage that the overall network efficiency is increased.
  • the AP operates the network while transmitting only the beacon frame having only 1 MHz bandwidth (210)
  • an overall capacity shortage problem may occur. Therefore, it is necessary to adjust the bandwidth of the beacon frame according to the network situation.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a communication method of an AP in a WLAN system according to an embodiment.
  • the AP checks the network operation status.
  • the network operating situation may be a distribution status of the stations shown in FIG. 2.
  • the network is a WLAN that supports a first bandwidth and a second bandwidth twice the size of the first bandwidth.
  • step 320 the AP allocates a first time interval in which only frame transmission of the first bandwidth or more is allowed based on a network operating situation.
  • step 330 the AP allocates a second time interval in which only frame transmission of two bandwidths or more is allowed.
  • 4 through 8 illustrate various methods for allocating a plurality of basic bandwidths.
  • the allocating of the first time interval may include: limiting channel accesses of stations transmitting the frame having the second bandwidth or more using the second bandwidth frame; It may include the step of notifying the start of the first time interval using one bandwidth frame.
  • the allocating of the second time interval may include notifying the end of the first time interval using the first bandwidth frame and using the second bandwidth frame. It may include a process of notifying the beginning of the.
  • frame transmission of 1 MHz bandwidth may be limited in a bandwidth transmission time 411 of 2 MHz or more. If a network allocation vector (NAV) is set for frame transmission of 1 MHz bandwidth, the station cannot transmit a frame of 1 MHz bandwidth.
  • NAV network allocation vector
  • a CTS (Clear To Send) -to-self frame 413 may be transmitted in a 2 MHz bandwidth to prevent channel access of UEs performing bandwidth transmission of 2 MHz or more. If NAV is set for frame transmission of 2 MHz bandwidth, the station cannot transmit a frame of 2 MHz bandwidth.
  • the NAV for the frame transmission of the 1 MHz bandwidth is reset by the CF (Contention Free) -end frame 415 transmitted in the 1 MHz bandwidth, and a first time interval 421 capable of transmitting only the 1 MHz bandwidth frame may be started.
  • CF Contention Free
  • the AP may prevent frame transmission of the terminal transmitting the 1 MHz band in the CTS-to-self frame 431 having the 1 MHz bandwidth to terminate the 1 MHz bandwidth transmission.
  • the AP may allocate a second time interval for transmitting a 2 MHz or more bandwidth frame to the CF-end frame 433 having a 2 MHz bandwidth.
  • the first time interval 540 next to the first beacon frame 530 may be generated using the first beacon frame 530 of the first bandwidth. It may include allocating in one time interval.
  • the second time intervals 520 and 560 after the second beacon frames 510 and 550 may be used using the second beacon frames 510 and 550 of the second bandwidth. It may include assigning to the second time interval.
  • the frame transmitted in the first time interval may be a first basic frame using the first bandwidth or a duplication mode frame generated based on the first basic frame.
  • the frame transmitted in the second time interval may be a second basic frame using the second bandwidth or a duplication mode frame generated based on the second basic frame.
  • the duplication mode frame is described in detail with reference to FIGS. 12 to 15.
  • the AP allocates a time interval 520 capable of only transmitting frames of 2MHz bandwidth or more from 2MHz bandwidth beacon frame 510 to the next beacon frame 530, and then 1MHz after 1MHz bandwidth beacon frame 530.
  • a time interval 540 capable of transmitting all bandwidth frames, including a, may be allocated.
  • the first time interval is transmitted between transmission intervals of a full beacon frame including all control information, “a short beacon using the first bandwidth. ) Frame ".
  • the second time period may be allocated by a "short beacon frame using the second bandwidth" transmitted between transmission intervals of a full beacon frame.
  • 610 of FIG. 6 may be a full beacon transmitted in a 1 MHz bandwidth
  • 620 may be a full beacon transmitted in a 2 MHz bandwidth.
  • Short beacon means a beacon consisting of only a part of the information of the full beacon frame.
  • the short beacon frame 614 may be transmitted in a 1 MHz bandwidth and the short beacon frames 612, 616, 622, 624, 626 may be transmitted in a 2 MHz bandwidth.
  • 611 and 615 indicate time intervals in which only duplication mode transmission generated based on 1 MHz bandwidth frame or 1 MHz bandwidth frame is allowed.
  • the time intervals 613, 617, 621, 623, 625, and 627 indicate a time interval in which only duplication mode transmission generated based on a 2 MHz bandwidth frame or a 2 MHz bandwidth frame is allowed.
  • FIG. 7 shows a form in which full beacons are always transmitted in a 1 MHz bandwidth on the premise that all terminals should receive a full beacon.
  • the network may be configured to transmit 1 MHz short beacon frames 714 and 722 or 2 MHz short beacon frames 712, 716, 724 and 726 after the 1 MHz full beacon frames 710 and 720.
  • the time interval following the beacon frame may set the transmission constraint as shown in FIG.
  • time intervals 715, 721, and 723 that allow only duplication mode transmission generated based on 1 MHz bandwidth frame or 1 MHz bandwidth frame may be allocated.
  • time intervals 711, 713, 717, 725, and 727 that allow only duplication mode transmission generated based on a 2 MHz bandwidth frame or a 2 MHz bandwidth frame may be allocated.
  • full beacon frames 610, 620, 710, 720 are transmitted using the first bandwidth or the second bandwidth, and the full beacon frames 610, 620, 710, Next time intervals 611, 621, 711, and 721 of 720 may be allocated the first time interval or the second time interval.
  • the method illustrated in FIG. 3 may include a first RAW (RAW) including information about the first time interval and a second RAW including information about the second time interval.
  • the method may further include transmitting a beacon frame to the network.
  • RAW RAW
  • RAW refers to a concept of distinguishing terminals capable of using a channel at a predetermined time.
  • the AP may separately allocate 2 MHz or more bandwidth transmission sections 811 and 821 and 1 MHz or more frame transmission sections 813 and 823 using RAW.
  • the beacon frame including the first RAW and the second RAW is transmitted using a longer transmission distance of the first bandwidth and the second bandwidth.
  • first RAW and the second RAW may be allocated in more detail.
  • beacons 810 and 820 transmitted using 1 MHz bandwidth may include start and end times of bandwidth transmission of 2 MHz or more.
  • the beacons 810 and 820 may include information about a start time and an end time in which only duplication mode transmission generated based on a 1 MHz bandwidth frame or a 1 MHz bandwidth frame is allowed.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a communication method of a station of a WLAN system according to an embodiment.
  • the station is allocated a first time interval in which only frame transmission of the first bandwidth or more is allowed from an access point (AP).
  • AP access point
  • the station transmits a frame using the first bandwidth in the first time interval.
  • the frame transmitted in the first time interval is a first basic frame using the first bandwidth or a duplication mode frame generated based on the first basic frame.
  • step 930 the station is allocated a second time interval in which only frame transmission of the second bandwidth or more is allowed from the AP.
  • the station transmits a frame using the second bandwidth in the second time interval.
  • the frame transmitted in the second time interval is a second basic frame using the second bandwidth or a duplication mode frame generated based on the second basic frame.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an AP of a WLAN system according to an embodiment.
  • the AP 1000 illustrated in FIG. 19 may perform the method illustrated in FIG. 3 and may allocate the time intervals illustrated in FIGS. 4 to 8.
  • the AP 1000 includes a network manager 1010, a bandwidth mode controller 1020, and a transmitter 1030.
  • the network manager 1010 checks the operation of the network that supports the first bandwidth and the second bandwidth that is twice the first bandwidth.
  • the network operating situation may be information previously stored in the AP 1000.
  • the bandwidth mode controller 1020 allocates a first time interval in which only frame transmission of the first bandwidth or more is allowed, and allocates a second time period in which only frame transmission of the second bandwidth or more is allowed, based on the network operating situation. .
  • the transmitter 1030 transmits a frame for notifying allocation of the first time interval and the second time interval.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a station of a WLAN system according to an embodiment.
  • the station 1100 may receive a beacon frame from the AP and use a 1 MHz bandwidth or a 2 MHz bandwidth according to the time intervals shown in FIGS. 4 to 8.
  • the station 1100 includes a receiver 1110, a transmitter 1120, and a controller 1130.
  • the receiver 1110 may transmit only a control frame for allocating a first time interval in which only transmission of a frame equal to or greater than a first bandwidth is allowed from an access point (AP) and a frame transmission equal to or greater than a second bandwidth equal to twice the first bandwidth. Receive a control frame for allocation of the allowed second time period.
  • AP access point
  • the transmitter 1120 transmits a frame using the first bandwidth in the first time interval, and transmits a frame using the second bandwidth in the second time interval.
  • the controller 1130 controls the operation mode of the transmitter 1120 based on the control frame. For example, after receiving the CF-end frame 415 shown in FIG. 4, the controller 1130 may control the transmitter 1120 to use a basic bandwidth of only 1 MHz.
  • Using only 1 MHz of base bandwidth means that only duplication mode transmission based on 1 MHz bandwidth frame or 1 MHz bandwidth frame is allowed.
  • FIG. 12 illustrates a frame structure of a first bandwidth of multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frame structure of a second bandwidth among multiple bandwidths of a wide area wireless LAN system.
  • the first bandwidth may be 1 MHz
  • the second bandwidth may be 2 MHz.
  • a 1 MHz mode frame includes a short training field (STF) 1210, a long training field (LTF) 1220, and a repetition coded SIG field ( 1230).
  • STF short training field
  • LTF long training field
  • SIG repetition coded SIG field
  • the SIG field 1310 of the 2 MHz mode frame contains a total of 48 bits of information including 9 bits of length information, 4 bits of Modulation and Coding Scheme (MCS) information, and 2 bits of bandwidth information.
  • the SIG field 1230 of the 1 MHz mode frame has 36 bits of information as a structure in which information on bandwidth is omitted.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example configuration of a duplication mode frame according to an embodiment.
  • Figure 14 (a) shows a 4MHz duplication mode frame.
  • the 4 MHz duplication mode frame may include a base frame 1410 and a duplication frame 1420 that is 90 degrees out of phase with the base frame 1410.
  • the same frame is shifted by 90 ° with respect to a DC tone and transmitted through two bands.
  • the process of transmitting the duplication mode frame may include transmitting the base frame through the first band and simultaneously transmitting the duplication frame through the second band.
  • the receiving end receiving the duplication mode frame may perform demodulation even when receiving only a frame received in one of the first band and the second band.
  • the base frame 1410 may have the same structure as the 2 MHz mode frame shown in FIG. 4. Accordingly, the basic frame 1410 may include a short training field (STF), a long training field (LTF), and a SIG field.
  • STF short training field
  • LTF long training field
  • SIG SIG field
  • 14B illustrates an 8 MHz duplication mode frame.
  • the 8 MHz duplication mode frame may include a base frame 1410 and three duplication frames 1430 that are 180 degrees out of phase with the base frame 1410.
  • Four frames included in the 8 MHz duplication mode frame may be simultaneously transmitted through four different bands.
  • the receiving end receiving the duplication mode frame may perform demodulation or detection even when receiving only one frame among the frames transmitted through four different bands.
  • the 16 MHz duplication mode frame has a structure in which an 8 MHz duplication mode frame is repeated twice on the frequency axis.
  • the duplication mode frame structure shown in FIG. 14 may be used for a request to send (RTS) and a "null data packet (NDP) type short clear to send (CTS) message transmission" having no data portion.
  • RTS request to send
  • NDP nucleic acid packet
  • CTS short clear to send
  • 15 is a diagram for explaining an example of a configuration of a duplication mode frame according to another embodiment.
  • FIG. 15A illustrates a 2 MHz duplication mode frame.
  • the 2MHz duplication mode frame may include a base frame 1510 and a duplication frame 1520 that is 90 degrees out of phase with the base frame 1510.
  • the same frame is shifted by 90 ° with respect to a DC tone and transmitted through two bands.
  • the process of transmitting the duplication mode frame may include transmitting the base frame through the third band and simultaneously transmitting the duplication frame through the fourth band.
  • the receiving end receiving the duplication mode frame may perform demodulation even when receiving only a frame received in any one of the third band and the fourth band.
  • the basic frame 1510 may have the same structure as the 1 MHz mode frame illustrated in FIG. 12. Accordingly, the basic frame 1510 may include a short training field (STF), a long training field (LTF), and a SIG field.
  • STF short training field
  • LTF long training field
  • SIG SIG field
  • the SIG field of the 1 MHz mode frame may have a structure in which information about bandwidth is omitted.
  • the bandwidth When configuring a duplication mode frame based on 1 MHz bandwidth, it is necessary to insert information for defining the bandwidth. For example, some bits of 4 bits defined as reserved bits of the SIG may be used to insert information about bandwidth. In this case, the information on the bandwidth may be information on which band of the frequency axis is used in the example illustrated in FIG. 15. In addition, some of the lower bits of the scrambler sheet in the SERVICE field may be used to define bandwidth information.
  • Three bits may be required to define the bandwidth divided into 1, 2, 4, 8, and 16 [MHz].
  • the frame structure of the first bandwidth is a form in which information on multiple bandwidths is omitted, and a basic frame generated based on the first bandwidth may include information on the multiple bandwidths in a signal field or a service field.
  • Figure 15 (b) shows a 4MHz duplication mode frame.
  • the 4MHz duplication mode frame may include a base frame 1510 and three duplication frames 1530 that are 180 degrees out of phase with the base frame 1510.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Description

다중 대역폭을 지원하는 무선랜 시스템에서 복수의 기본 대역폭 모드를 지원하기 위한 통신 방법 및 장치
아래에서 기술하는 것은 다중 대역폭을 지원하는 무선랜 시스템에서 복수의 기본 대역폭 모드를 지원하기 위한 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선랜 기술의 진화 방향은 크게 3가지 방향으로 진행되고 있다.
첫 번째 방향은 전송 속도를 더욱 높이기 위한 기술로서 60GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술과 5GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술이 있다. 두 번째 기술은 기존의 무선랜 기술 보다 커버리지를 늘리기 위해 1GHz 미만의 주파수 밴드를 활용하는 광역 무선랜 기술이 있다. 세 번째 방향은 무선랜 시스템의 링크 셋업 시간을 줄이기 위한 기술이 있다.
광역 무선랜 기술은 다중 대역폭(multi bandwidth)을 지원할 수 있다. 다중 대역폭을 지원하는 무선 통신 시스템에서 AP(Access Point)의 통신 반경을 모두 커버할 수 있는 복수의 기본 대역폭 모드의 지원이 요구된다.
통신 도달 거리가 다른 두 가지의 기본 대역폭 모드를 갖는 무선랜 시스템에서, AP가 다양한 대역폭을 갖는 단말들을 지원하는 방식을 제안하고자 한다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법은, 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 억세스 포인트(AP: Access Point)가 상기 네트워크 운영 상황을 확인하는 단계와, 상기 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당하는 단계 및 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 스테이션의 통신 방법은, 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당 받는 단계와, 상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 단계와, 상기 AP로부터 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당 받는 단계 및 상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 제1 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제1 대역폭을 사용하는 제1기본 프레임 또는 상기 제1 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이다.
상기 제2 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제2 대역폭을 사용하는 제2기본 프레임 또는 상기 제2 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 억세스 포인트는, 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 운영 상황을 확인하는 네트워크 관리부와, 상기 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당하고, 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당하는 대역폭 모드 제어부 및 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간의 할당을 알리기 위한 프레임을 전송하는 전송부를 포함한다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 스테이션은, 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임을 수신하는 수신부와, 상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하고, 상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 전송부 및 상기 제어 프레임에 기초하여 상기 전송부의 동작 모드를 제어하는 제어부를 포함한다.
종래의 무선랜 시스템은 다중 대역폭의 기본 대역폭이 하나만 존재했다. 따라서, 비콘 및 RTS/CTS 프레임들이 모두 하나의 기본 대역폭으로 전송되고 모든 단말이 수신할 수 있었다.
본 발명의 실시예들은 복수의 기본 대역폭이 존재하고 복수의 기본 대역폭 마다 통신 거리가 다른 무선랜 시스템에서 효율적으로 다중 대역폭을 지원할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예들은 1MHz 대역폭 비콘과 2MHz 대역폭 비콘을 활용하여 다양한 방식의 네트워크 운영을 지원할 수 있다.
도 1은 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.
도2는 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 네트워크 운영 상황을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 AP의 통신방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4 내지 도 8은 복수의 기본 대역폭을 할당하기 위한 다양한 방법들을 나타내는 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 스테이션의 통신방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 AP의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 스테이션의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12는 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭 중 제1 대역폭의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭 중 제2 대역폭의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시예에 따른 duplication mode 프레임의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 duplication mode 프레임의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭을 설명하기 위한 도면이다.
광역 무선랜 시스템, 예를 들어 IEEE 802.11ah 표준에 정의된 무선랜 시스템은 다중 대역폭을 지원할 수 있다. 다중 대역폭은 신호 대 잡음비가 가장 낮은 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 포함할 수 있다. 이때, 제1 대역폭의 값은 1MHz일 수 있다.
1MHz의 대역폭이 2MHz 이상의 대역폭과 공존하는 환경에서는 2MHz의 한 쪽 1MHz만 사용하게 되어 있다. 1MHz 대역폭 프레임은 정보 비트 당 에너지가 많이 할당되어 넓은 커버리지를 갖지만, 2MHz 대역폭 프레임의 경우에는 상태적을 좁은 커버리지 갖는다. 하지만, 같은 정보량을 전송하는데 있어서 2MHz 대역폭 프레임인 짧은 시간에 전송이 가능하기 때문에 스루풋 관련에서는 이점을 갖는다. 그래서 1MHz 대역폭의 비콘 프레임과 2MHz 대역폭의 비콘 프레임을 적절히 혼합하여 운영할 경우, 상황에 맞는 효율적 네트워크 운영이 가능하다.
도 1을 참조하면, 다중 대역폭은 1MHz 대역폭(110), 2MHz 대역폭(120), 4MHz 대역폭(130), 8MHz 대역폭(140) 및 16MHz 대역폭(150)을 포함할 수 있다. 광역 무선랜 시스템의 주파수 대역은 1GHz 이하일 수 있다.
따라서, “다중 대역폭은 1MHz, 2MHz, 4MHz, 8MHz 및 16MHz를 포함한다”고표현할 수 있다.
따라서, 도 1의 주파수 하한 값(161)은 700~920[MHz] 사이의 값이고, 주파수 상한 값(163)은 750~930[MHz] 사이의 값일 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 1MHz 대역폭(110)은 전체 채널에 걸쳐 할당될 수 있고, 나머지 대역폭들(120, 130, 140, 150)은 전체 채널의 일부 구간에만 할당될 수 도 있다.
예를 들어, 16MHz 대역폭(150)은 도 1의 참조부호 165에서 주파수 상한 값(163) 사이에 할당될 수 도 있다. 도 1을 참조하면, 2MHz 대역폭(120)은 8개의 채널들이 할당되어 있고, 4MHz 대역폭(130)은 4개의 채널들이 할당되어 있고, 8MHz 대역폭(140)은 2개의 채널들이 할당되어 있다. 그러나, 도 1에 도시된 채널 할당은 예시적인 것이고, 채널의 개수 및 주파수 밴드는 다양한 방법으로 구성될 수 있다.
본 명세서에서, 대역폭의 값이 1MHz(110)인 전송 모드를 1MHz 모드라 칭하고, 마찬가지로 대역폭의 값이 2MHz(120)인 전송 모드를 2MHz 모드라 칭하기로 한다.
1MHz 모드는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼 구조를 유지하면서 32개의 부반송파를 갖는 전송 모드이다. 이때, 1MHz 모드는 주파수 영역 반복(repetition) 전송 방식을 이용하기 때문에, 대역폭들 중 전송률은 가장 낮다. 그러나, 1MHz 모드는 신호대 잡음비가 낮아서 가장 먼 거리까지 신호를 전송할 수 있는 모드이다.
한편, 1GHz 미만의 주파수 대역을 사용하는 광역 무선랜 시스템에서 단말들은 1MHz 모드에서 전송되는 신호 및 2MHz 모드에서 전송되는 신호를 모두 수신 할 수 있어야 한다.
5GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술의 경우 동적 대역폭 할당을 위한 프레임 구조를 개시하고 있다. 그러나, 5GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술의 패킷 구조는 1GHz 미만의 주파수 대역을 사용하는 광역 무선랜 시스템에 그대로 적용되기 어렵다. 따라서, 1GHz 미만의 주파수 대역에 적합한 프레임 구조가 요구된다.
현재 BSS(Basic Service Set)이 2MHz이상을 지원하는 경우에는 2MHz 대역폭 중 한쪽만을 1MHz 대역폭을 사용할 수 있다. 하지만, 현재 BSS가 1MHz만 사용하는 경우에는 어떤 1MHz 대역, 즉, 2MHz 대역폭의 오른쪽 또는 왼쪽 1MHz 대역도 사용 가능하다.
도2는 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 네트워크 운영 상황을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2를 참조하면, AP(210)가 1MHz 대역폭의 비콘 프레임과 2MHz 비콘 프레임을 전송한다는 가정에서 거리에 따른 STA(스테이션 또는 단말)들의 비콘 수신 상황의 예를 나타낸다.
AP(210)의 통신 커버리지는 1MHz 대역폭의 비콘 프레임 및 2MHz 대역폭의 비콘 프레임을 모두 수신할 수 있는 제1 영역(220)과 1MHz 대역폭의 비콘 프레임만 수신할 수 있는 제2 영역(230)으로 구분될 수 있다.
예를 들어, 제1 영역(220) 내에 있는 스테이션들(221, 223, 225)은 1MHz 대역폭의 비콘 프레임 및 2MHz 대역폭의 비콘 프레임을 모두 수신할 수 있다.
그리고, 제2 영역(230) 내에 있는 스테이션들(231, 233, 235, 237)은 1MHz 대역폭의 비콘 프레임만 수신할 수 있다.
따라서, AP가(210) 2MHz 대역폭의 비콘만 이용할 경우에는 AP의 커버리지가 줄어는 단점이 존재하지만, 전체적인 네트워크 효율이 높아지는 장점이 있다.
반면에 AP가(210) 항상 1MHz 대역폭의 비콘 프레임만 전송하면서 네트워크를 운영하는 경우에는 비콘을 포함한 다양한 제어 프레임을 1MHz 대역폭의 프레임으로 전송해야 하므로 넓은 커버리지를 지원할 수 있는 반면에 단말들의 데이터가 많은 경우에는 전체적인 용량 부족 문제가 발생할 수 있다. 따라서 네트워크의 상황에 따라서 비콘 프레임의 대역폭을 조절하는 기능이 필요하다.
이와 같이 셀 외곽에 있어서 1MHz 대역폭의 프레임만 사용할 수 있는 단말과 셀 중앙부에 있어 2MHz 대역폭의 프레임까지 수신할 수 있는 단말들이 공존하는 경우, 2MHz 대역폭의 프레임 전송을 위한 시간 구간을 설정하고 1MHz 대역폭의 프레임 송수신을 막는 방법이 가능하다.
도 3은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 AP의 통신방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 310 단계에서 AP는 네트워크 운영 상황을 확인한다. 예를 들어, 네트워크 운영 상황은 도 2에 도시된 스테이션들의 분포 현황일 수 있다. 이때, 네트워크는 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 무선랜이다.
320단계에서 AP는 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당한다.
330단계에서 AP는 2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당한다.
이하, 도 4 내지 도 6을 참조하여 2MHz 대역폭을 기본 대역폭으로 하여 2MHz 이상의 대역폭을 지원하다가 일정 시간 동안 1MHz 프레임 전송을 위한 시간을 확보하는 다양한 방식들을 설명하기로 한다.
도 4 내지 도 8은 복수의 기본 대역폭을 할당하기 위한 다양한 방법들을 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 도 3의 320단계에서 제1 시간 구간을 할당하는 단계는, 상기 제2 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제2 대역폭 이상의 프레임을 전송하는 스테이션들의 채널 접속을 제한하는 과정 및 상기 제1 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 시작을 알리는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 도 3의 330단계에서 제2 시간 구간을 할당하는 단계는, 상기 제1 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 종료를 알리는 과정 및 상기 제2 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 시작을 알리는 과정을 포함할 수 있다.
예를 들어, 2MHz 이상의 대역폭 전송 시간(411)에서 1MHz 대역폭의 프레임 전송은 제한 될 수 있다. 1MHz 대역폭의 프레임 전송에 대한 NAV(Network Allocation Vector)가 설정되어 있는 경우, 스테이션은 1MHz 대역폭의 프레임을 전송할 수 없다.
이때, 1MHz 대역폭의 프레임 전송을 허용하기 위해 2MHz 대역폭으로 CTS(Clear To Send)-to-self 프레임(413)을 전송하여 2MHz 이상의 대역폭 전송을 수행하는 단말들의 채널 접속을 막을 수 있다. 2MHz 대역폭의 프레임 전송에 대한 NAV가 설정되는 경우, 스테이션은 2MHz 대역폭의 프레임을 전송할 수 없다.
1MHz 대역폭으로 전송되는 CF(Contention Free)-end 프레임(415)에 의해 1MHz 대역폭의 프레임 전송에 대한 NAV는 리셋되고, 1MHz 대역폭 프레임만 전송할 수 있는 제1 시간구간(421)이 시작될 수 있다.
AP는 1MHz 대역폭 전송을 종료시키기 위해 1MHz 대역폭의 CTS-to-self 프레임(431)으로 1MHz 대역을 전송하는 단말의 프레임 전송을 막을 수 있다. 그리고 AP는 2MHz 대역폭의 CF-end 프레임(433)으로 2MHz 이상 대역폭 프레임을 전송하는 제2 시간 구간을 할당할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 시간 구간을 할당하는 320단계는 상기 제1 대역폭의 제1 비콘 프레임(530)을 이용하여, 상기 제1 비콘 프레임(530) 다음의 시간 구간(540)을 상기 제1 시간 구간으로 할당하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 제2 시간 구간을 할당하는 330단계는 상기 제2 대역폭의 제2 비콘 프레임(510, 550)을 이용하여, 상기 제2 비콘 프레임(510, 550) 다음의 시간 구간(520, 560)을 상기 제2 시간 구간으로 할당하는 것을 포함할 수 있다.
이때, 제1 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제1 대역폭을 사용하는 제1기본 프레임 또는 상기 제1 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임일 수 있다.
또한, 제2 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제2 대역폭을 사용하는 제2기본 프레임 또는 상기 제2 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임일 수 있다.
듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임은 도 12 내지 도 15를 통해 구체적으로 설명된다.
다시 도 5를 참조하면, AP는 2MHz 대역폭 비콘 프레임(510)부터 다음 비콘 프레임(530)까지는 2MHz 대역폭 이상의 프레임 전송만 가능한 시간 구간(520)을 할당하고, 1MHz 대역폭 비콘 프레임(530) 이후에는 1MHz를 포함한 모든 대역폭 프레임의 전송이 가능한 시간구간(540)을 할당할 수 있다.
도 6을 참조하면, 도 3의 320단계에서 제1 시간 구간은 모든 제어 정보를 포함하는 풀 비콘(full beacon) 프레임의 전송 인터벌 사이에 전송되는 "상기 제1 대역폭을 사용하는 숏 비콘(short beacon) 프레임"에 의해 할당될 수 있다.
또한, 도 3의 330단계에서 제2 시간 구간은 풀 비콘(full beacon) 프레임의 전송 인터벌 사이에 전송되는 "상기 제2 대역폭을 사용하는 숏 비콘(short beacon) 프레임"에 의해 할당될 수 있다.
예를 들어, 도 6의 610은 1MHz 대역폭으로 전송되는 풀 비콘이고, 620은 2MHz 대역폭으로 전송되는 풀 비콘일 수 있다. 숏 비콘은 full 비콘 프레임의 정보 중에서 일부만으로 구성한 비콘을 의미한다.
도 6에 도시된 예는 full 비콘과 short 비콘의 존재하는 상황에서 1MHz full 비콘 프레임(610) 이후에는 1MHz 또는 2MHz short 비콘 프레임들이 전송되고, 2MHz full 비콘(620) 이후에는 2MHz short 비콘만 전송되는 형태를 나타낸다.
도 6에 도시된 예에서, 숏 비콘 프레임(614)은 1MHz 대역폭으로 전송되고 숏 비콘 프레임들(612, 616, 622, 624, 626)은 2MHz 대역폭으로 전송될 수 있다.
도 6에 도시된 예에서, 611 및 615는 1MHz 대역폭 프레임 또는 1MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만이 허용되는 시간 구간을 나타낸다.
도 6에서 시간 구간들(613, 617, 621, 623, 625, 627)은 2MHz 대역폭 프레임 또는 2MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만이 허용되는 시간 구간을 나타낸다.
도 7에 도시된 예는 모든 단말들이 풀 비콘을 수신해야 한다는 전제에서 항상 1MHz 대역폭으로 풀 비콘을 전송하는 형태를 나타낸다.
이때, 네트워크는 1MHz full 비콘 프레임(710, 720) 이후에는 1MHz short 비콘 프레임들(714, 722) 또는 2MHz short 비콘 프레임들(712, 716, 724, 726)을 전송하도록 설정될 수 있다. 또한, 비콘 프레임 다음 시간 구간은 도 4와 같이 전송 제약을 설정할 수 있다.
예를 들어, 1MHz 대역폭 프레임 또는 1MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만이 허용되는 시간 구간(715, 721, 723)이 할당될 수 있다.
또한, 2MHz 대역폭 프레임 또는 2MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만이 허용되는 시간 구간(711, 713, 717, 725, 727)이 할당될 수 있다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 풀 비콘 프레임(610, 620, 710, 720)은 상기 제1 대역폭 또는 상기 제2 대역폭을 사용하여 전송되고, 상기 풀 비콘 프레임(610, 620, 710, 720)의 다음 시간 구간(611, 621, 711, 721)은 상기 제1 시간 구간 또는 상기 제2 시간 구간이 할당될 수 있다.
도 8을 참조하면, 도 3에 도시된 방법은 상기 제1 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 제1 로우(RAW: restricted access window) 및 상기 제2 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 제2 RAW를 포함하는 비콘 프레임을 상기 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
RAW는 정해진 시간에 채널을 사용할 수 있는 단말들을 구분하는 개념을 의미한다.
예를 들어, AP는 RAW를 이용하여 2MHz 이상 대역폭 전송 구간(811, 821)과 1MHz 이상 프레임 전송 구간(813, 823)을 각각 구분하여 할당할 수 있다.
이때, RAW는 통신 커버리지 내의 모든 스테이션들이 수신할 수 있어야 한다. 따라서, 제1 RAW 및 상기 제2 RAW를 포함하는 비콘 프레임은 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭 중 전송거리가 더 긴 대역폭을 이용하여 전송된다.
또한, 제1 RAW 및 제2 RAW는 더 세부적으로 구분되어 할당될 수 도 있다.
도 8에 도시된 예에서, 1MHz 대역폭을 사용하여 전송되는 비콘(810, 820)은 2MHz 이상의 대역폭 전송의 시작 및 종료 시간을 포함할 수 있다. 또한, 비콘(810, 820)은 1MHz 대역폭 프레임 또는 1MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만이 허용되는 시작 시간 및 종료 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 스테이션의 통신방법을 나타내는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 910단계에서 스테이션은 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당 받는다.
920단계에서 스테이션은 상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송한다. 이때, 상기 제1 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제1 대역폭을 사용하는 제1기본 프레임 또는 상기 제1 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이다.
930단계에서 스테이션은 상기 AP로부터 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당 받는다.
940단계에서 스테이션은 상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송한다. 이때, 상기 제2 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제2 대역폭을 사용하는 제2기본 프레임 또는 상기 제2 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이다.
도 10은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 AP의 구성을 나타내는 도면이다.
도 19에 도시된 AP(1000)은 도 3에 도시된 방법을 수행할 수 있고, 도 4 내지 도 8에 도시된 시간 구간을 할당할 수 있다.
AP(1000)는 네트워크 관리부(1010), 대역폭 모드 제어부(1020) 및 전송부(1030)를 포함한다.
네트워크 관리부(1010)는 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 운영 상황을 확인한다. 이때, 네트워크 운영 상황은 AP(1000)에 기 저장된 정보일 수 있다.
대역폭 모드 제어부(1020)는 상기 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당하고, 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당한다.
전송부(1030)는 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간의 할당을 알리기 위한 프레임을 전송한다.
도 11은 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 스테이션의 구성을 나타내는 도면이다.
스테이션(1100)은 AP로부터 비콘 프레임을 수신하고 도 4 내지 도 8에 도시된 시간 구간에 따라 1MHz 대역폭 또는 2MHz 대역폭을 사용할 수 있다.
스테이션(1100)은 수신부(1110), 전송부(1120) 및 제어부(1130)를 포함한다.
수신부(1110)는 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임을 수신한다.
전송부(1120)는 상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하고, 상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송한다.
제어부(1130)는 제어 프레임에 기초하여 전송부(1120)의 동작 모드를 제어한다. 예를 들어 제어부(1130)는 도 4에 도시된 CF-end 프레임(415)을 수신한 후 기본 대역폭을 1MHz만 사용하도록 전송부(1120)를 제어할 수 있다.
기본 대역폭을 1MHz만 사용한다는 것은 1MHz 대역폭 프레임 또는 1MHz 대역폭 프레임을 기초로 생성한 듀플리케이션 모드 전송만을 허용함을 의미한다.
도 12는 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭 중 제1 대역폭의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 광역 무선랜 시스템의 다중 대역폭 중 제2 대역폭의 프레임 구조를 설명하기 위한 도면이다.
이때, 제1 대역폭은 1MHz 이고, 제2 대역폭은 2MHz 일 수 있다.
도 12를 참조하면, 1MHz 모드 프레임은 숏 트레이닝 필드(Short Training Field, STF)(1210), 롱 트레이닝 필드(Long Training Field, LTF)(1220) 및 반복 부호화된 신호필드(repetition coded SIG field)(1230)를 포함한다.
한편, 2MHz 모드 프레임의 SIG 필드(1310)는 길이 정보 9비트, MCS(Modulation and Coding Scheme) 정보 4비트, 대역폭에 대한 정보 2비트를 포함하여 총 48 비트의 정보를 담고 있다. 1MHz 모드 프레임의 SIG 필드(1230)는 대역폭에 대한 정보가 생략되어 있는 구조로서 36비트의 정보를 포함한다.
1MHz 모드 프레임 및 2MHz 모드 프레임을 이용하여 듀플리케이션 모드 프레임을 구성하는 방식은 매우 다양하게 존재할 수 있다.
먼저, 도 14를 참조하여 2MHz 모드 프레임에 기초하여 듀플리케이션 모드 프레임을 구성하는 방식을 설명한다. 다음에, 도 15를 참조하여 1MHz 모드 프레임에 기초하여 듀플리케이션 모드 프레임을 구성하는 방식을 설명한다.
도 14는 일 실시예에 따른 duplication mode 프레임의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 (a)는 4MHz 듀플리케이션 모드 프레임을 나타낸다.
이때, 4MHz 듀플리케이션 모드 프레임은 기본 프레임(1410) 및 상기 기본프레임(1410)과 위상이 90°차이나는 듀플리케이션 프레임(1420)을 포함할 수 있다. 도 14를 참조하면, 듀플리케이션 모드 프레임의 전송은 DC tone을 중심으로 동일한 프레임이 위상이 90°쉬프트되어 두 개의 대역을 통해 전송되는 것이다.
즉, 듀플리케이션 모드 프레임을 전송하는 과정은 기본 프레임을 제1 대역을 통해 전송하고, 동시에 상기 듀플리케이션 프레임을 제2 대역을 통해 전송하는 것을 포함할 수 있다.
따라서, 듀플리케이션 모드 프레임을 수신하는 수신단은 제1 대역 및 제2 대역 중 어느 하나의 대역에서 수신되는 프레임 만을 수신하여도 복조(demodulation)를 수행할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 기본 프레임(1410)은 도 4에 도시된 2MHz 모드 프레임과 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 기본 프레임(1410)은 Short Training Field(STF), Long Training Field(LTF) 및 SIG field를 포함할 수 있다.
도 14의 (b)는 8MHz 듀플리케이션 모드 프레임을 나타낸다.
8MHz 듀플리케이션 모드 프레임은 기본 프레임(1410) 및 기본 프레임(1410) 과 위상이 180°차이나는 3개의 듀플리케이션 프레임들(1430)을 포함할 수 있다.
8MHz 듀플리케이션 모드 프레임에 포함된 4개의 프레임들은 서로 다른 4개의 대역을 통해 동시에 전송될 수 있다.
따라서, 듀플리케이션 모드 프레임을 수신하는 수신단은 서로 다른 4개의 대역을 통해 전송되는 프레임들 중 어느 하나의 프레임만을 수신해도 복조 또는 검파(detection)를 수행할 수 있다.
도 14에 도시되지 않았으나, 16MHz 듀플리케이션 모드 프레임은 8MHz 듀플리케이션 모드 프레임이 주파수 축에서 2번 반복되는 구조를 갖는다.
도 14에 도시된 듀플리케이션 모드 프레임 구조는 RTS(Request To Send) 및 데이터 부분이 없는 "NDP(Null Data Packet) type short CTS(Clear To Send) 메시지 전송"에 사용될 수 도 있다.
도 15는 다른 일 실시예에 따른 duplication mode 프레임의 구성 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 (a)는 2MHz 듀플리케이션 모드 프레임을 나타낸다.
이때, 2MHz 듀플리케이션 모드 프레임은 기본 프레임(1510) 및 상기 기본프레임(1510)과 위상이 90°차이나는 듀플리케이션 프레임(1520)을 포함할 수 있다. 도 15를 참조하면, 듀플리케이션 모드 프레임의 전송은 DC tone을 중심으로 동일한 프레임이 위상이 90°쉬프트되어 두 개의 대역을 통해 전송되는 것이다.
즉, 듀플리케이션 모드 프레임을 전송하는 과정은 기본 프레임을 제3 대역을 통해 전송하고, 동시에 상기 듀플리케이션 프레임을 제4 대역을 통해 전송하는 것을 포함할 수 있다.
따라서, 듀플리케이션 모드 프레임을 수신하는 수신단은 제3 대역 및 제4 대역 중 어느 하나의 대역에서 수신되는 프레임 만을 수신하여도 복조(demodulation)를 수행할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 기본 프레임(1510)은 도 12에 도시된 1MHz 모드 프레임과 동일한 구조를 가질 수 있다. 따라서, 기본 프레임(1510)은 Short Training Field(STF), Long Training Field(LTF) 및 SIG field를 포함할 수 있다.
도 12에서 설명한 바와 같이, 1MHz 모드 프레임의 SIG 필드는 대역폭에 대한 정보가 생략되어 있는 구조일 수 있다.
1MHz 대역폭을 기초로 듀플리케이션 모드 프레임을 구성하는 경우, 대역폭을 정의하기 위한 정보를 삽입할 필요가 있다. 예를 들어, SIG의 reserved bit로 정의된 4비트 중에서 일부 비트를 사용하여 대역폭에 대한 정보를 삽입할 수 있다. 이때 대역폭에 대한 정보는 도 15에 도시된 예에서 주파수 축의 어떤 대역을 이용하는 지에 대한 정보일 수 있다. 또한, SERVICE 필드에 있는 스크램블러 시트의 하위 일부 비트를 사용하여 대역폭에 대한 정보를 정의할 수 도 있다.
대역폭을 1, 2, 4, 8, 16 [MHz]로 구분하여 정의하기 위해서 3비트가 필요할 수 있다.
따라서, 제1 대역폭의 프레임 구조는 다중 대역폭에 대한 정보가 생략된 형태이고, 상기 제1 대역폭에 기초하여 생성된 기본 프레임은 신호 필드 또는 서비스 필드에 상기 다중 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 15의 (b)는 4MHz 듀플리케이션 모드 프레임을 나타낸다.
4MHz 듀플리케이션 모드 프레임은 기본 프레임(1510) 및 기본 프레임(1510) 과 위상이 180°차이나는 3개의 듀플리케이션 프레임들(1530)을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 억세스 포인트(AP: Access Point)가 상기 네트워크 운영 상황을 확인하는 단계;
    상기 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당하는 단계; 및
    상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당하는 단계
    를 포함하는 무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간을 할당하는 단계는,
    상기 제2 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제2 대역폭 이상의 프레임을 전송하는 스테이션들의 채널 접속을 제한하는 것; 및
    상기 제1 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 시작을 알리는 것
    을 포함하는 무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 시간 구간을 할당하는 단계는,
    상기 제1 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 종료를 알리는 것; 및
    상기 제2 대역폭 프레임을 이용하여 상기 제1 시간 구간의 시작을 알리는 것
    을 포함하는 무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간을 할당하는 단계는 상기 제1 대역폭의 제1 비콘 프레임을 이용하여, 상기 제1 비콘 프레임 다음의 시간 구간을 상기 제1 시간 구간으로 할당하는 것을 포함하고,
    상기 제2 시간 구간을 할당하는 단계는 상기 제2 대역폭의 제2 비콘 프레임을 이용하여, 상기 제2 비콘 프레임 다음의 시간 구간을 상기 제2 시간 구간으로 할당하는 것을 포함하는
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제1 대역폭을 사용하는 제1기본 프레임 또는 상기 제1 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이고,
    상기 제2 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제2 대역폭을 사용하는 제2기본 프레임 또는 상기 제2 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임인
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간은 모든 제어 정보를 포함하는 풀 비콘(full beacon) 프레임의 전송 인터벌 사이에 전송되는 "상기 제1 대역폭을 사용하는 숏 비콘(short beacon) 프레임"에 의해 할당되고,
    상기 제2 시간 구간은 상기 풀 비콘(full beacon) 프레임의 전송 인터벌 사이에 전송되는 "상기 제2 대역폭을 사용하는 숏 비콘(short beacon) 프레임"에 의해 할당되는
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 풀 비콘 프레임은 상기 제1 대역폭 또는 상기 제2 대역폭을 사용하여 전송되고, 상기 풀 비콘 프레임의 다음 시간 구간은 상기 제1 시간 구간 또는 상기 제2 시간 구간이 할당되는
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 제1 로우(RAW: restricted access window) 및 상기 제2 시간 구간에 대한 정보를 포함하는 제2 RAW를 포함하는 비콘 프레임을 상기 네트워크에 전송하는 단계를 더 포함하는
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 RAW 및 상기 제2 RAW를 포함하는 비콘 프레임은 상기 제1 대역폭 및 상기 제2 대역폭 중 전송거리가 더 긴 대역폭을 이용하여 전송되는
    무선랜 시스템에서 AP의 통신 방법.
  10. 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당 받는 단계;
    상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 단계;
    상기 AP로부터 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당 받는 단계; 및
    상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제1 대역폭을 사용하는 제1기본 프레임 또는 상기 제1 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임이고,
    상기 제2 시간 구간에서 전송되는 프레임은 상기 제2 대역폭을 사용하는 제2기본 프레임 또는 상기 제2 기본 프레임에 기초하여 생성된 듀플리케이션 모드(duplication mode) 프레임인
    무선랜 시스템에서 스테이션의 통신 방법.
  11. 제1 대역폭 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭을 지원하는 네트워크의 운영 상황을 확인하는 네트워크 관리부;
    상기 네트워크 운영 상황에 기초하여, 상기 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간을 할당하고, 상기 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간을 할당하는 대역폭 모드 제어부; 및
    상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간의 할당을 알리기 위한 프레임을 전송하는 전송부
    를 포함하는 무선랜 시스템의 억세스 포인트.
  12. 억세스 포인트(AP: Access Point)로부터 제1 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제1 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임 및 상기 제1 대역폭의 2배 크기인 제2 대역폭 이상의 프레임 전송만 허용되는 제2 시간구간의 할당을 위한 제어 프레임을 수신하는 수신부;
    상기 제1 시간 구간에서 상기 제1 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하고, 상기 제2 시간 구간에서 상기 제2 대역폭을 사용하여 프레임을 전송하는 전송부; 및
    상기 제어 프레임에 기초하여 상기 전송부의 동작 모드를 제어하는 제어부
    를 포함하는 무선랜 시스템의 스테이션.
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