【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 하향링크용 채널을 포함한 무선 채널을 설정하는 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
[001] 이하의 설명은 무선 통신 시스템, 특히 고밀도 무선랜 시스템에서 하 향링크용 채널을 포함한 무선 채널을설정하는 방법 및 이를 위한 장치에 대 한 것이다.
【배경기술】
[002] 이하에서 제안하는 하향링크용 채널은 다양한 무선 통신에 적용될 수 있으나 이하에서는 본 발명이 적용될 수 있는 시스템의 일례로서 무선랜 (wireless local area network, WLAN) 시스템에 대해 설명한다.
[003] 무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE( Inst i tute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b 는 2.4. GHz 또는 5 GHz 에서 비면허 대역 (unl icensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다 중화 (Orthogonal frequency—division mul t iplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802. 11η 은 다중입출력 OFDMOnul t iple input mult iple output -OFDM, MIMCK DM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트 림 (spat ial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. ΙΕΕΕ 802 · 11η
에서는 채널 대역폭 (channel bandwidth)을 40 MHz 까지 지원하며, 이 경우에 는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
[004] 상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8 개의 공간 스 트림을 지원하여 최대 lGbit/s 의 속도를 지원하는 IEEE 802.11ac 표준을 거 쳐, IEEE 802.11ax 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있다,
[005] IEEE 802.11 에서 통신은 공유 무선 매체 (shared wireless medium)에서 이루어지기 때문에, 유선 채널 환경과는 근본적으로 다른 특징을 가진다. 예 를 들어 유선통신 환경에서는 CSMA/CD (carrier sense mult iple access/col l ision detect ion) 기반으로 통신이 가능했다. 즉, 전송단에서 한 번 신호가 전송되면 채널 환경이 큰 변화가 없기 때문에 수신단까지 큰 신호 감쇄를 겪지 않고 전송이 된다. 이 때 두 개 이상의 신호의 층돌이 발생하면 수신단단에서 감지된 수신전력이 순간적으로 송신단에서 전송한 전력보다 커 지기 때문에 이를 통해 층돌 여부를 검출할 수 있었다.
[006] 하지만 무선 채널 환경은 다양한 요소들 (예를 들어 거리에 따라 신호 의 감쇄가 크거나 순간적으로 deep fading을 겪을 수 있다)이 채널에 영향을 주기 때문에 실제로 수신단에서 신호가 제대로 전송이 되었는지, 혹은 층돌 이 있는지 전송단은 정확히 캐리어 샌싱 (carrier sensing)을 할 수가 없다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[007] 상술한 바와 같은 무선통신 시스템에서 기기간 간섭을 효율적으로 제
어하여 신호를 송수신하는 기술이 필요하다. 다만, 고밀도 무선랜 시스템에 서 기기간 간접 제어를 수행하는 데 따라 AP 의 데이터 전송이 지연될 수 있 고, 따라서 AP의 STA으로의 데이터 전송을 효율적으로 수행할 수 있는 기술 이 요구된다.
【기술적 해결방법】
[008] 상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무 선랜 시스템에서 A Access Point )가 무선 채널을 설정하는 방법에 있어서, 주 채널 (Primary Channel ) 및 하나 이상의 보조 채널 (Secondary Channel )을 설정하고 상기 하나 이상의 보조 채널에 하나 이상의 하향링크용 채널 (Downl ink Oriented Channel )을 설정하되 , 상기 하나 이상의 하향링크용 채널 은 인접 BSS (Basic Service Set )의 주 채널과 중복되지 않도록 설정하며, 상 기 하나 이상의 하향링크용 채널에 대한 설정 정보를 포함하는 프레임을 상 기 AP 에 연결된 스테이션에 전송하는 것을 특징으로 하는, 무선 채널 설정 방법을 제안한다.
[009] 한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선랜 시스템에서 무선 채널 설 정을 수행하는 A Access Point ) 장치에 있어서 , 상기 AP에 연결된 스테이션 과 신호를 송수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어, 주 채널 (Primary Channel ) 및 하나 이상의 보조 채널 (Secondary Channel )을 설정하고, 상기 하나 이상의 보조 채널에 하나 이상의 하향링크용 채널 (Downl ink
Or iented Channel )을 설정하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 상기 하나 이상의 하향링크용 채널이 인접 BSS (Basic Service Set )의 주 채널과 중복되
지 않도록 설정하며, 상기 하나 이상의 하향링크용 채널에 대한 설정 정보를 포함하는 프레임을 구성하여 상기 송수신기를 통해 상기 AP에 연결된 스테이 션에 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, AP 장치를 제안한다.
[0010] 이때, 상기 AP 에 연결된 스테이션에 상기 인접 BSS 에 대한 정보를 요 청하는 요청 메시지를 전송하고, 상기 AP 에 연결된 스테이션으로부터 상기 인접 BSS 에 대한 정보를 포함하는 웅답 메시지를 수신하는 것을 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 AP 에 연결된 복수의 스테이션들에게 상기 인접 BSS 에 대한 정보를 요청하는 요청 메시지를 방송 또는 멀티캐스트하고, 상기 복 수의 스테이션들 중 하나 이상으로부터 각각의 스테이션이 가진 인접 BSS 에 대한 정보를 웅답 메시지를 통해 수신할 수도 있다.
[0011] 상기 인접 BSS 에 대한 정보를 포함하는 응답 메시지는, 해당 BSS 의 ' BSS ID, 주 채널 및 보조 채널 정보, 대역폭 정보, 하향링크용 채널 정보, 동작 클래스 (Operat ing Class) 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
[0012] 상기 AP 에 연결된 스테이션 중 제 1 스테이션이 다른 BSS 영역과 중복 되지 않는 위치에 있는 경우, 상기 제 1 스테이션에 전송하는 데이터를 상기 하향링크용 채널을 통해 전송할 수 있고, 상기 AP 에 연결된 스테이션 중 제 2 스테이션이 다른 BSS 영역과 중복된 위치에 있는 경우, 상기 제 2 스테이 션에 전송하는 데이터를 상기 하향링크용 채널이 아닌 일반 채널을 통해 전 송할 수 있다.
[0013] 상기 AP 에 연결된 스테이션 중 제 1 스테이션이 다른 BSS 영역과 중복 되지 않는 위치에 있는 경우 상기 AP 는 상기 제 1 스테이션에 전송하는 데 이터를 RTS (Request to Send) 및 CTS (Clear to Send) 프레임 교환 없이 상
기 하향링크용 채널을 통해 전송할 수 있고, 상기 AP 에 연결된 스테이션 중 제 2 스테이션이 다른 BSS 영역과 중복된 위치에 있는 경우, 상기 제 2 스테 이션에 전송하는 데이터를 RTS (Request to Send) 및 CTS (Clear to Send) 프 레임 교환 후 상기 하향링크용 채널을 통해 전송할 수 있다.
[0014] 상기 AP 에 연결된 스테이션 중 제 1 스테이션에 대한 데이터 전송 상 황이 일정 수준 이하인 경우, 상기 제 1 스테이션에 전송하는 데이터를 상기 하향링크용 채널이 아닌 일반 채널을 통해 전송하거나, RTS (Request to Send) 및 CTS (Clear to Send) 프레임 교환후 상기 하향링크용 채널을 통해 전송할 수 있다.
[0015] 한편, 상기 하나 이상의 하향링크용 채널이 2 이상인 경우, 제 1 타입 하향링크용 채널은 다른 BSS 영역과 중복되지 않는 위치에 있는 스테이션을 위한 하향링크용 채널로, 제 2 타입 하향링크용 채널은 다른 BSS 영역과 중 복된 위치에 있는 스테이션을 위한 하향링크용 채널로 설정할 수 있다.
[0016] 여기세 상기 제 2 타입 하향링크용 채널은 인접한 BSS 의 제 2 타입 하향링크용 채널과 서로 다른 주파수 채널로서 설정될 수 있다.
[0017] 아울러, 상기 AP 에 연결된 스테이션으로부터 스캐닝 결과를 수신하여 각 스테이션이 다른 BSS 영역과 중복되는 위치에 있는지 여부를 판정할 수 있다. 【유리한 효과】
[0018] 상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 하나의 AP에 다수의 STA이 연결된 고밀도 무선랜 상황에서 AP 의 데이터 전송 지연을 감소시켜 시스템 성능을
높일 수 있으며, STA의 데이터 전송 지연 역시 최소화할 수 있다.
【도면의 간단한 설명】
[0019] 도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다,
[0020] 도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
[0021] 도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0022] 도 4 및 5 는 기존 충돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도 들이다.
[0023] 도 6은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커 니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0024] 도 7은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커 니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0025] 도 8 은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명 하기 위한 도면이다.
[0026] 도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서의 하향링크 용 채널의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
[0027] 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 활성화 모드 STA이 하향링크용 채널을 이용하여 동작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0028] 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 AP가 무선 채널을 할당하는 방 법을 도시한 도면이다.
[0029] 도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 AP가 하향링크용 채널 설정 정 보를 STA에 제공하는 방법을 도시한 도면이다.
[0030] 도 13 및 도 14 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 하향링크용 채널 동 작 정보 및 하향링크용 채널 동작 필드 포맷의 일례를 각각 나타낸다.
[0031] 도 15 는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 무선 채널을 할당하 는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0032] 도 16 은 본 발명의 일 실시형태에 따른 HEW 성능 요소의 포맷을 도시 한 도면이다.
[0033] 도 17 은 도 16 중 하향링크용 채널 지원 여부를 나타내는 필드를 나타 낸다.
[0034] 도 18 내지 도 20은 본 발명의 각 실시형태들에 따라 AP가 STA을 통해 다른 BSS의 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0035] 도 21 및 도 22 는 도 20 의 방식과 다른 운용예들을 설명하기 위한 도 면이다.
[0036] 도 23 및 도 24는 특정 BSS의 STA이 인접 BSS의 영역에 겹쳐 위치하 는 경우의 문제를 설명하기 위한 도면이다.
[0037] 도 25 내지 29는 BSS 경계 영역에 위치하는 STA에 DL 데이터를 전송하 기 위한 본 발명의 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.
[0038] 도 30 및 31은 AP가 연결된 STA이 다른 BSS 범위에 있는지 여부를 알 기 위한 실시예들을 도시한 도면이다.
[0039] 도 32 는 본 발명의 일 실시예에 따라 전송 실패를 통해 채널 스캐닝 프로시져를 개시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0040] 도 33 은 하향링크용 채널을 이용한 무선랜 동작 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[0041] 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발 명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있 는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
[0042] 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체 적 세부사항올 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사 항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
[0043] 상술한 바와 같이 이하의 설명은 고밀도 무선랜 시스템에서 하향링크 채널 개념의 도입과 이를 이용한 통신 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이 다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
[0044] 도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
[0045] 도 1 에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트 (Basic Service Set , BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루 어서 서로 통신할 수 있는 스테이션 (Stat ion, STA)의 집합이다.
[0046] STA는 매체 접속 제어 (Medium Access Control , MAC)와무선 매체에 대 한 물리계층 (Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, 액세스 포인트 (access point , AP)와 비 AP STA(Non-AP Stat ion)을 포함한다. STA 중
에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA 이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말 (terminal) , 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit /Receive Unit, WTRU) , 사용자 장비 (User Equi ment, UE), 이동국 (M이 ile Station, MS), 휴대용 단말 (Mobi le Terminal), 또는 이동 가입자 유닛 (Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
[0047] 그리고, AP는 자신에게 결합된 ^330(^ 6(1^3^011)에게 무선 매체 를 통해 분배 시스템 (Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체 이다. AP 는 집중 제어기, 기지국 (Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System) , 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
[0048] BSS는 인프라스트럭처 (infrastructure) BSS와 독립적인 (Independent)
BSS(IBSS)로 구분할 수 있다.
[0049] 도 1에 도시된 BBS는 IBSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않는 BSS를 의 미하고, AP를 포함하지 않으므로, DS로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비 적 네트워크 (self-contained network)를 이룬다.
[0050]. 도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
[0051] 도 2에 도시된 BSS는 인프라스트릭처 BSS이다. 인프라스트럭처 BSS는 하나 이상의 STA 및 AP를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS에서 비 APSTA들 사 이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 비 AP STA간에 직접 링크 (link)가 설정된 경우에는 비 AP STA들 사이에서 직접 통신도 가능하다.
[0052] 도 2에 도시된 바와 같이 , 복수의 인프라스트력처 BSS는 DS를 통해 상 호 연결될 수 있다. DS 를 통하여 연결된 복수의 BSS 를 확장 서비스 세트
(Extended Service Set , ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비 AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS 에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
[0053] DS 는 복수의 AP 들을 연결하는 메커니즘 (mechanism)으로서, 반드시 네 트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬 (mesh) 네트워크와 같은 무 선 네트워크일 수도 있고 AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 도 있다.
[0054] 이상을 바탕으로 무선랜 시스템에서 층돌 검출 기술에 대해 설명한다.
[0055] 상술한 바와 같이 무선환경에서는 다양한 요소들이 채널에 영향을 주 기 때문에 송신단이 정확하게 층돌 검출을 수행할 수 없는 문제가 있다. 그 래서 802.11 에서는 CSMA/CA(carrier sense mul t iple access/col l ision avoidance) 메커니즘인 DCF(di stributed coordinat ion funct ion)을 도입했다.
[0056] 도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0057] DCF는 전송할 데이터가 있는 STA들이 데이터를 전송하기 전에 특정 기 간 (예를 들어 DIFS: DCF inter-frame space) 동안 매체를 센싱하는 CCA( clear channel assessment )를 수행한다. 이 때 매체가 idle 하다면 STA 은 그 매체를 이용해 신호 전송이 가능하다. 그렇지만 매체가 busy일 경우는 이미 여러 STA들이 그 매체를 사용하기 위해 대기하고 있다는 가정하에 DIFS 에 추가적으로 랜덤 백오프 주기 (random backof f period) 만큼 더 기다린 후 에 데이터를 전송할 수 있다. 이 때 랜덤 백오프 주기는 층돌을 회피할 수
있게 해 주는데, 이는 데이터를 전송하기 위한 여러 STA 들이 존재한다고 가 정할 때, 각 STA 은 확률적으로 다른 백오프 간격값을 가지게 되어, 결국 서 로 다른 전송 타임을 가지게 되기 때문이다. 한 STA이 전송을 시작하게 되면 다른 STA들은 그 매체를 사용 할 수 없게 된다.
[0058] 랜덤 백오프 시간과 프로시져에 대해 간단히 알아보면 다음과 같다.
[0059] 특정 매체가 busy에서 idle 로 바뀌면 여러 STA들은 데이터를 보내기 위해 준비를 시작한다. 이 때 층돌을 최소화시키기 위해 데이터를 전송하고 자 하는 STA들은 각각 랜덤 백오프 카운트를 선택하고 그 슬롯 시간 만큼 기 다린다. 랜덤 백오프 카운트는 유사 랜덤 정수 (pseudo-random integer) 값이 며 [0 CW] 범위에서 균일 분포된 값 중 하나를 선택하게 된다. CW 는 'content ion window' 를 의미한다.
[0060] CW 파리미터는 초기값으로 CWmin 값을 취하지만 전송이 실패를 하게 되 면 값을 2배로 늘리게 된다. 예를 들어 전송한 데이터 프레임에 대한 ACK 옹 답을 받지 못했다면 층돌이 난 것으로 간주할 수 있다. CW값이 CWmax값올 가 지게 되면 데이터 전송이 성공하기 전까지 CTmax값을 유지하도록 하며, 데이 다 전송이 성공을 하며 CWmin값으로 재설정하게 된다. 이때 CW, CWmin, CWmax 은 구현과 동작의 편의를 위해 2" -1을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
[0061] 한편 랜덤 백오프 절차가 시작되면 STA은 [0 CW] 범위 안에서 랜덤 백 오프 카운트를 선택한 후 백오프 슬롯이 카운트 다운되는 동안 계속 해서 매 체를 모니터링하게 된다. 그 사이 매체가 busy 상태가 되면 카운트 다운을 멈추고 있다가 매체가 다시 idle해지면 나머지 백오프 슬롯의 카운트 다운을 재개한다.
[0062] 도 3을 참조하면, 여러 STA들이 보내고 싶은 데이터가 있을 때 STA3의 경우 DIFS 만큼 매체가 idle 했기 때문에 바로 데이터 프레임을 전송하고, 나머지 STA 들은 그 매체가 idle 이 되기를 기다린다. 한 동안 매체가 busy 상태였기 때문에 여러 STA이 그 매체를 사용할 기회를 보고 있을 것이다. 그 래서 각 STA 는 랜덤 백오프 카운트를 선택하게 되는데, 도 3 에서는 이 때 가장 작은 백오프 카운트를 선택하게 된 STA 2 가 데이터 프레임을 전송하는 것을 도시하고 있다.
[0063] STA2 의 전송이 끝난 후 다시 매체는 idle 상태가 되고, STA들은 다시 멈췄던 백오프 간격에 대한 카운트 다운을 재개한다. 도 3은 STA 2 다음으로 작은 랜덤 백오프 카운트 값을 가졌고 매체가 busy일 때 잠시 카운트 다운을 멈췄던 STA 5가 나머지 백오프 슬롯을 마저 카운트 다운한 후 데이터 프레임 전송을 시작했지만 우연히 STA 4의 랜덤 백오프 카운트 값과 겹치게 되어 층 돌이 일어났음을 도시하고 있다. 이 때 두 STA 데이터 전송 이후 모두 ACK 웅답올 받지 못하기 때문에 CW 를 2 배로 늘린 후 다시 랜덤 백오프 카운트 값올 선택하게 된다.
[0064] 이미 언급했듯이 CSMA/CA 의 가장 기본은 캐리어 센싱이다. 단말기는 DCF 매체의 busy/idle 여부를 판단하기 위해 물리 캐리어 센싱과 가상 캐리 어 센싱올 사용할 수 있다. 물리 캐리어 센싱은 PHY(physical layer)단에서 이루어지며 에너지 검출 (energy detect ion)이나 프리엠블 검출 (preamble detect ion)올 통해 이루어진다. 예를 들어 수신단에서의 전압 레벨을 측정하 거나 프리엠블이 읽힌 것으로 판단이 되면 매체가 busy 한 상태라고 판단할
수 있다. 가상 캐리어 센싱은 NAV(network al locat ion vector)를 설정하여 다른 STA들이 데이터를 전송하지 못하도록 하는 것으로 MAC 헤더의 지속기간 필드 (Durat ion f ield)의 값을 통해 이루어진다. 한편 충돌의 가능성을 줄이 기 위해 로버스트 층돌 검출 메커니즘 (robust col l ision detect mechanism) 을 도입을 했는데 그 이유는 다음과 같은 두 가지 예제에서 확인 할 수 있다. 편의를 위해 캐리어 센싱 범위는 전송 범위와 같다고 가정한다.
[0065] 도 4 및 5 는 기존 층돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도 들이다.
[0066] 구체적으로, 도 4는 숨겨긴 노드 문제 (hidden node issues)를 설명하기 위한 도면이다. 본 예는 STA A와 STA B는 통신 중에 있고, STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황에서 STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 매체를 캐리어 센싱할 때 STA C가 STA A의 전송 범위 밖에 있기 때문에 STA A의 신호 전송을 검출 하지 못하고 매체가 idle 상태에 있다고 볼 가능성이 있다. 결국 STA B 는 STA A 와 STA C 의 정보를 동시에 받기 때문에 층돌아발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드 (hidden node)라고 할 수 있다.
[0067] 한편 도 5는 노출된 노드 문제 (exposed node issues)를 설명하기 위한 도면이다. 현재 STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있다. 이 때 STA C는 캐 리어 센싱을 하게 되는데 STA B 가 정보를 전송하는 상태이기 때문에 매체가 busy라고 감지가 된다. 그 결과 STA C가 STA D에 데이터를 전송하고 싶을지 라도 매체가 busy 라고 센싱되기 때문에 매체가 idle 이 될 때까지 불필요하 게 기다려야 하는 상황이 발생한다. 즉, STA A는 STA C의 CS 범위 밖에 있음
에도 불구하고 STA C의 정보 전송을 막게 되는 경우가 발생한다. 이 때 STA C 는 STA B의 노출된 노드 (exposed node)가 된다.
[0068] 위에서 언급한 상황에서 층돌 회피 메커니즘을 잘 이용하기 위해 RTS( request to send)와 CTS(clear to send)등의 short signal ing packet을 도 입함으로써 주위의 STA 들이 두 STA 의 정보 전송 여부를 overhear ing 할 수 있는 여지를 남길 수 있다. 즉, 데이터를 전송하려는 STA 이 데이터를 받는 STA 에 RTS 프레임을 전송하면 수신단 STA 은 CTS 프레임을 주위의 단말들에 게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[0069] 도 6 은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커 니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0070] 도 6에서 STA A와 STA C가모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경 우이다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과, STA C는 STA A와 STA B의 데 이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
[0071] 도 7 은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커 니즘을 설명하기 위한 도면이다.
[0072] 도 7에서 STA A와 STA B의 RTS/CTS 전송을 overhear ing 함으로써 STA C 는 또 다른 STA D 에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않음올 알 수 있게 된다. 즉 STA B는 주위의 모든 단말기에 RTS를 전송하고 실제로 보낼 데이터 가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS 를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 CS 범위 밖에 있다는 것을 알 수 있 다.
[0073] 도 8 은 상술한 바와 같은 RTS/CTS프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
[0074] 도 8에서 송신단 STA은 DIFF (Di str ibuted IFS) 이후 신호를 전송할 수 신단 STA 에 RTS 프레임을 전송할 수 있다. 이 RTS 프레임을 수신한 수신단 STA은 SIFS (Short IFS) 이후 CTS를 송신단 STA에 전송할 수 있다. 수신단 STA으로부터 CTS를 수신한 송신단 STA은 SIFS 이후 도 8에 도시된 바와 같 이 데이터를 전송할 수 있다. 데이터를 수신한 수신단 STA은 SIFS 이후 수신 된 데이터에 대해 ACK웅답을 전송할 수 있다.
[0075] 한편 상술한 송수신단 STA 이외의 이웃 STA 들 중 송신단 STA 의 RTS/CTS 를 수신한 STA 은 도 6 및 도 7 과 관련하여 상술한 바와 같이 RTS/CTS 의 수신 여부를 통해 매체의 busy 여부를 판단하고, 이에 따라 NAV(network al locat ion vector)를 설정할 수 있다. NAV 기간이 종료하면 DIFS 이후 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 충돌 해결을 위한 과정을 수행 할 수 있다. "
[0076] 기존의 무선랜 시스템은 AP든 non-AP STA 이든 상관 없이 정해진 기준 (예를 들어 , DCF , EDCA등) 을 사용하여 상술한 바와 같은 경쟁 기반으로 프 레임 전송을 수행한다. 예를 들어, 하나의 AP에 100 non-AP STA들이 접속해 있^ 상태에서 , AP든 non-AP STA든 모든 STA들은 뜩 같은 경쟁을 통해서 프 레임을 전송한다. 실제 무선랜 환경에서 AP 가모든 STA들에게 전송하는 데 이터의 양은 한 BSS내의 모든 STA들이 AP에게 전송하는 데이터의 양보다 많 거나 유사하다. 따라서, 특정 시점에 AP가 많은 STA들에게 전송할 데이터를
가지고 있고, 전송할 데이터를 가지국 있는 STA의 수가 많다고 하면, 경쟁이 나 그에 의한 충돌 상황이 많이 발생할 수 있고, 이에 따라서, AP 가 가지고 있는 데이터들 중 마지막 STA에게 전송하는 데이터는 늦게 전송되어, 사용자 의 QoS를 만족시키지 못하거나 심지어는 패킷 전송시간이 t ime out되어서 수 신기에서 패킷이 버려지게 될 수도 있다. 이러한 상황은 오디오 /비디오 스트 리밍 같이 실시간서비스에 치명적일 수 있다.
[0077] 또한 AP 에 의해 전송되는 많은 양의 데이터는 STA 들의 전송을 지연 시켜 프레임 전송을 시도하는 STA 들의 수를 증가시키는 결과를 불러 일으킬 수 있다. 이 경우, DL 전송 완료 후, UL 전송이 갑자기 몰려서 , 상술한 숨겨 진 노드들에 의한 층를 상황이 많이 발생된다.
[0078] 이러한 고밀도 무선랜 환경에서 DL 과 UL사이의 층돌을 줄이기 위해서 본 발명에 따른 AP는 하향링크용 채널을 운용하는 것을 제안한다.
[0079] 도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서의 하향링크 용 채널의 개념을 설명하기 위한 도면이다.
[0080] 도 9에 도시된 바와 같이 본 실시형태에서는 AP가 하나 이상의 채널을 사용 할 수 있을 때, 하나 이상의 채널을 AP가 이에 연결된 STA들에 데이터 를 전송하기 위한 채널로서 하향링크용 채널로 설정하여 사용하는 것을 제안 한다. 도 9에서 CH1은 본 실시형태에 따른 하향링크용 채널을, CH2는 일반 채널을 예시하고 있다.
[0081] AP는 STA의 연결 (associ at ion)이나 기존 STA들을 지원할 수 있는 일반 채널을 가지고 있어야 한다. 즉, 도 9에서 CH2를 통해 STA의 연결 및 기존 무선랜 시스템에서의 데이터 송수신은 동일하게 이루어지는 것을 가정한다.
[0082] 한편, 본 실시형태에 따라 도입되는 하향링크용 채널 (DL or iented channel ) , CHI에서 AP는 AP와 연결된 STA들에게 상술한 바와 같은 상향링크 데이터 전송과의 경쟁 없이, AP 에 의한 데이터 전송을 수행하고, 일반 채널 CH2를 통해서 상향링크 데이터를 수신하는 것을 제안한다. 여기서, 하향링크 용 채널은 상향링크 데이터 전송이 수행되지 않는다는 점에서 일반 채널과 차이를 가지나, 이 채널을 통해 AP 의 데이터 전송과 관련된 STA 의 제어 신 호 (예를 들어, ACK/NACK)이 전송될 수도 있다.
[0083] 이하에서는 상술한 하향링크용 채널을 이용한 활성화 모드 STA 의 동작 에 대해 설명한다.
[0084] 도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 활성화 모드 STA이 하향링크용 채널을 이용하여 동작하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0085] 본 실시형태에 따른 STA1 은 AP 와 종래와 같은 연결을 수행할 수 있으 며 , 이러한 연결 과정에서는 일반 채널을 이용할 수 있다. 한편 , AP와 연결 된 STA1가 활성화 모드로 동작하는 경우, 일반적으로 본 실시형태에 따른 하 향링크용 채널 (DL oriented channel )로 스위칭하여 상술한 CCA 를 수행할 수 있다. CCA 수행 결과 AP가 STA1로 데이터 전송이 가능한 경우, AP는 하향링 크용 채널을 통해 STA1로 데이터를 전송하며, 이에 따라 STA1는 하향링크용 채널을 통해 ACK을 전송할 수 있다. [0086] 상술한 설명을 바탕으로 이하에서는 AP가 하향링크용 채널을 사용하고 자 할 때, 무선 채널을 설정하는 과정을 설명한다.
[0087] AP가 충분히 idle한 채널을 발견하면, idle한 채널에 주 채널 (primary
channel )과 보조 채널 (secondary channel )을 결정할 수 있다. 주 채널은 BSS 의 맴버인 모든 STA 들의 공통적으로 동작할 수 있는 채널을 의미하며, 보조 채널은 40 MHz 채널을 구성하기 위해 HT STA 들에 의해 주 채널과 함께 연결 되어 이용 가능한 20 MHz 채널을 의미할 수 있다.
[0088] 도 11은 본 발명의 일 실시형태에 따라 AP가 무선 채널을 할당하는 방 법을 도시한 도면이다.
[0089] 본 실시형태에 따른 AP는 보조 채널 들 중 하나 이상을 하향링크용 채 널로 설정하는 것을 제안한다. 예를 들어, BSS 1 와 같이 20 MHz 의 주 채널 (CH2)와 20 MHz의 보조 채널들 (CHI , CH3 및 CH4)이 설정된 경우, BSS 2에 도 시된 바와 같이 보조 채널들 중 하나 이상의 채널 (CH3 및 CH4)에 하향링크 채널을 설정하는 것을 제안한다.
[0090] 주 채널은 상술한 바와 같은 레거시 STA들과 공유되는 채널로서 AP 의 빠른 데이터 전송을 위한 하향링크용 채널은 주 채널이 아닌 보조 채널에 설 정하여 경쟁올 최소화하는 것이 바람직하다.
[0091] 도 12는 본 발명의 일 실시형태에 따른 AP가 하향링크용 채널 설정 정 보를 STA에 제공하는 방법을 도시한 도면이다.
[0092] 본 실시형태에 따른 AP 는 이와 같은 하향링크용 채널에 대한 정보를 비콘 프레임 (Beacon frame) , 프로브 웅답 프레임 (Probe response frame)을 통 해 STA에 전달할 수 있다. 다른 한편, AP가 전송하는 비콘 또는 프로브 응답 프레임에 대웅하여 STA 으로부터 수신되는 연결 요청 메시지에 대한 연결 웅 답 프레임 (Associat ion Response frame)을 통해서 하향링크용 채널 정보를 STA에게 전달할 수 있다.
[0093] 이때 전송되는 하향링크용 채널 정보는 도 13 과 같은 하향링크용 채널 동작 정보 형태를 가질 수 있다. 또한, 도 14 는 하향링크용 채널 동작 필드 포맷의 일례를 나타낸다.
[0094] 도 14 에 도시된 바와 같이 하향링크용 채널 동작 필드는 채널 중심 주 파수 및 채널 폭 서브필드를 포함할 수 있으며, 이는 아래 표 1과 같이 정의 될 수 있다.
【표 1】
[0095] 도 15 는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 무선 채널을 할당하 는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[0096] 본 실시형태에 따른 AP는 채널이 busy하면, busy한 채널들 중 적절히 주 채널과 보조 채널을 설정하고, 보조 채널에서 하향링크용 채널을 설정할 수 있다. 또한, 주 채널은 다른 BSS의 보조 채널에 할당하지 않는 것이 바람 직하다. 이는 경쟁 기반으로 동작시 채널이 Busy한상황을 줄여 전체 대역을 효율적으로 이용하기 위함이다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이 BSS 1의 주 채널은 BSS 2의 주채널과 겹쳐서 설정하는 것이 바람직하다. 또한, AP는
하향링크용 채널이 다른 BSS의 주 채널과 겹치지 않도록 설정한다.
[0097] 상술한 바와 같은 구성을 가능하게 하기 위해 본 실시형태에 따른
Non-AP STA은 스캐닝 (예를 들어, 비콘 또는 프로브 웅답)을 통해서 현재 검 색된 AP에서 하향링크용 채널을 지원하는 지를 알 수 있고, 도 12에 나타낸 바와 같이 연결 과정 동안 하향링크용 채널을 지원하는 지에 대한 성능 정보 를 AP에게 알릴 수 있다.
[0098] 하향링크용 채널 성능 정보는 연결 요청 /연결 웅답 메시지에 포함될 수 있다. 이는 도 16 에 도시된 바와 같은 HEW 성능 요소의 형태를 가질 수 있다.
[0099] 즉, HEW STA은 HEW 성능 요소를 전송함으로써, 자신이 HEW STA임을 선 언할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이 HCT성능 요소는 HEW STA의 HEW 성 능을 알리기 위해 다양한 필드를 가질 수 있다.
[00100] 구체적으로 HEW 성능 요소는 도 17 에 도시된 바와 같은 하향링크용 채 널 지원 여부를 나타내는 필드를 가질 수 있다. 하향링크용 채널 지원 서브 필드는 다음 표 2와 같이 규정될 수 있다.
【표 2】
[00101] AP가 다른 BSS에 속한 AP의 신호를 들을 수 있으면, 비콘을 수신하여, 주 채널, 보조 채널 하향링크용 채널을 적절히 설정할 수 있지만, 다른 BSS 의 AP의 신호를 직접 들을 수 없으면, AP는 임의로 각 채널을 설정할 수 있
다. 다만, 본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는, AP에 연결된 일부 STA들 이 다른 BSS영역에 있으면 , AP가 STA으로부터 다른 BSS들의 채널 정보를 수 집할 수 있고, 이를 기반으로 AP는 채널 정보를 변경할 수 있다.
[00102] 도 18은 본 발명의 일 실시형태에 따라 AP가 STA을 통해 다른 BSS의 정보를 수집하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[00103] 도 18에 도시한 바와 같이 AP는 STA에게 STA이 주위에 다른 BSS가 있 으면 BSS에 대한 정보를 보내달라고 요청할 수 있다. STA이 연결된 AP로부 터 다른 BSS 정보의 요청을 받으면, STA 은 자신이 가진 다른 BSS 의 정보를 AP에게 전송해주거나 특정 기간 동안 스캔 (비콘을 수신, 또는 프로브 웅답을 수신)하여 다른 BSS의 정보를 받아서 AP에게 전송할 수 있다.
[00104] STA 이 AP로부터 다른 BSS 정보 요청 메시지를 받으면, 자신이 이전에 받았던 정보 (비콘, 프로브 웅답 등)를 바탕으로 AP 에게 이웃 BSS 의 정보를 전송해 줄 수 있다. AP는 STA으로부터 받은 정보를 바탕으로 상술한 바와 같 은 기준을 통해 적절히 채널을 재구성할 수 있다.
[00105] STA이 AP에게 보내는 다른 BSS정보는 다른 BSS의 비콘이나 프로브 응 답 등을 받아서 획득한 시스템 정보가 될 수 있다. 예를 들어, STA 은 다른 BSS의 BSSID , 주 채널 및 보조 채널 정보 (예를 들어, 주 채널 인덱스), 대역 폭, 하향링크용 채널 정보, 동작 클래스 중 하나 이상을 다른 BSS 정보 요소 에 포함하여 전송할 수 있다.
[00106] 도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 AP가 다른 BSS 정보를 획득 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[00107] 도 19에 도시된 바와 같이 STA이 연결된 AP로부터 다른 BSS 정보 요청
메시지를 받았을 때, 현재 채널을 스캔 (비콘이나 프로브 웅답 수신)한 후, 획득한 다른 BSS들의 정보를 AP에게 전송해줄 수 있다. AP는 STA으로부터 받은 정보를 바탕으로 적절히 채널을 재구성할 수 있다. 이 경우, AP 는 STA 에게 다른 BSS 정보 요청 메시지를 전송한 후, STA으로부터 다른 BSS정보를 받을 때까지 해당 STA에게 DL 프레임을 전송하지 않을 수 있다,
[00108] 도 20은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 AP가 다른 BSS 정보를 획득 하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[00109] 도 20에 도시한 바와 같이 AP는 다른 BSS 정보 요청 메시지를 방송 /멀 티캐스트 형태로 전송하여, 하나 이상의 STA 들로부터 이웃 BSS 정보를 획득 할 수 있다.
[00110] 도 20의 예에서 AP는 다른 BSS 정보 요청 메시지를 방송하고, 해당 프 레임을 받은 STA은 다른 BSS의 정보들올 응답 메시지에 포함시켜 전송할 수 있다. 이 경우, STA 들은 위의 두 가지 (이전에 획득한 정보, 또는 요청을 받 고 채널을 스캔 한 후 획득한 정보) 중 하나 이상을 사용하여 웅답 메시지를 전송할 수 있다.
[00111] 한편, 다른 BSS 정보를 획득하지 못한 STA 은 다른 BSS 정보가 없음을 나타내어 웅답 메시지를 전송할 수 있다. 즉, 도 20의 예에서 STA 2는 다른 BSS 와 중복되지 않는 영역에 위치하여 다른 BSS 에 대한 정보를 획득할 수 없기 때문에, AP의 다른 BSS 정보 요청 메시지에 대하여 다른 BSS에 대한 정 보가 없음을 나타내는 웅답 메시지를 전송할 수 있다.
[00112] 도 21 및 도 22 는 도 20 의 방식과 다른 운용예들을 설명하기 위한 도 면이다.
[00113] 도 21 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서는 다른 BSS 의 정보를 획득하지 못한 STA은 다른 BSS 정보 요청에 대한 웅답 메시지를 전송 하지 않을 수 있다. 구체적으로, 도 21에서 STA2는 AP로부터 다른 BSS 정보 요청 메시지를 받았으나, 다른 BSS정보를 가지고 있지 않아세 AP에게 웅답 프레임을 전송하지 않을 수 있다.
[00114] 아울러, 도 22 와 같이 특정 STA 이 가진 다른 BSS 정보가 다른 STA 이 전송한 다른 BSS 정보와 동일하다면 중복을 피하기 위해 웅답 메시지 전송을 수행하지 않을 수 있다.
[00115] 구체적으로, 도 22에서 STA3는 AP로부터 다른 BSS 정보 요청 메시지를 수신한후, STA1이 전송한 다른 BSS 정보 웅답을 들었을 때, 해당 정보에 자 신의 가진 다른 BSS 정보와 동일한 정보가 있다면, 웅답 프레임을 전송하지 않을 수 있다.
[00116] 이하에서는 상술한 바와 같은 무선채널 할당 방법을 주파수 재할당 ( frequency repart i t ion) 기술과 접목하여 적용하는 방법에 대해 설명한다. 즉, 하나의 채널을 dedicated하게 사용함으로써 야기될 수 있는 주파수 운용 상의 비효율성 및 BSS 경계에서의 성능 열화 문제를 단말의 위치 및 신호 전 력 기반으로 주파수 재할당 방법과 접목하여 해결할 수 있다.
[00117] AP가 BSS내에 있는 STA들이 다른 BSS영역에 속해 있는 경우, 하향링 크용 채널을 통해서, 해당 STA 에 무조건 DL 데이터를 전송하면, DL 데이터 전송 실패가 많이 발생할 수 있다. 이는 특히 소형샐 (BSS) 배치 환경 등에서, API 과 AP2 가 서로 hearable 한 상황 (상호 검출 가능한 상황)을 보장하기가
쉽지 않기 때문이다.
[00118] 이하에서는 이러한 DL 전송 실패를 줄일 수 있는 방법을 제공한다.
[00119] 도 23 및 도 24는 특정 BSS의 STA이 인접 BSS의 영역에 겹쳐 위치하 는 경우의 문제를 설명하기 위한 도면이다.
[00120] 도 23에 도시된 예에서, STAl , STA2는 API에 접속해 있고, STA3와 STA4 는 AP2에 접속해 있다. STA1과 STA3는 API과 AP2의 전송영역에 있고, STA2 는 API의 전송영역, STA4는 AP2의 전송영역에 있다. AP 1과 AP2는 서로의 전 송 영역에 속하지 않는다.
[00121] 한편, 도 24 에 도시된 바와 같이 AP 1 에 의한 BSS 1 및 AP 2 에 의한 BSS 2에서 하향링크용 채널은 모두 CH2로 설정되어 있고, CH 1은 일반채널 로 설정되어 있다. CH 1은 상술한 바와 같이 주 채널일 수도 있다.
[00122] 상술한 바와 같은 상황에서 STA1 및 STA3 에 효율적으로 데이터를 전송 하기 위한 방법으로 다음과 같은 실시예들을 제안한다.
<실시예 1>
[00123] 도 25 는 BSS 경계 영역에 위치하는 STA 에 DL 데이터를 전송하기 위한 본 발명의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
[00124] API은 STA2와 STA1에게 하향링크용 채널을 통해서 DL 데이터를 전송할 수 있다. 다만, 본 실시예에서는 다른 BSS 전송 범위 안에 있는 (예를 들어,
DL 데이터 전송 실패가 많이 발생하거나 STA 으로부터 다른 BSS 정보를 획득 함에 의해서) STA들 (예를 들어, STA1)에게 일반 채널을 통해 DL 데이터를 전
송하는 것을 제안한다 · ΑΡ2도 다른 BSS전송 범위 안에 있는 STA들 (예를 들어,
STA3)에게 일반 채널을 통해 DL 데이터를 전송할 수 있다.
[00125] 도 25에 도시한 바와 같이 STA1과 STA2는 일반 채널을 통해 ΑΡ와 연 결을 수행한 후, STA1은 다른 BSS전송 범위 안에 있기 때문에 , API으로부터 일반 채널을 통해서 DL 프레임을 수신하고, STA2는 다른 BSS전송 범위 안에 있지 않기 ( 때문에, 하향링크용 채널로 스위칭 한 후 하향링크용 채널을 통해 서 DL 프레임을 수신할 수 있다.
[00126] 자신이 다른 BSS 전송 범위 안에 있는지 여부에 대한 STA 의 판단은 채 널을 스캔 후, 다른 AP를 찾아서 AP로부터 시스템 정보 (비콘이나프로브 응 답를 받았올 때)를 받았을 때, 다른 BSS전송 범위 안에 있다고 판단할 수 있 다. 또한, 다른 BSS전송 영역 안에 있는 STA의 전송이 검출되었을 때도, STA 은 다른 BSS전송 범위 안에 속해 있다고 결정할 수 있다. 이는 RSSI 등의 측 정 기반 타겟 AP가 아닌 다른 AP의 BSSID등을 검출했을 경우 등이 그 기준 이 될 수 있다.
[00127] 본 실시예는 BSS 중심 영역과 경계 영역을 기준으로 나누어서 하는 방 법을 주로 기술하였지만 이는 다른 주파수 재사용 (예를 들어 3 factor based frequency repart it ion) 방법과도 접목하여 적용 가능함은 자명하다.
<실시예 2>
[00128] 도 26 은 BSS 경계 영역에 위치하는 STA 에 DL 데이터를 전송하기 위한 본 발명의 다른 일 실시예를 설명하기 위한도면이다.
[00129] 본 실시예에서 API 는 접속해 있는 STA들 (예를 들어 , STAl , STA2)에게
하향링크용 채널을 통해서 DL 데이터를 전송할 수 있고, STA 들 중 다른 BSS 전송 영역 안에 있는 STA 들에게 DL 데이터를 전송할 때에는 RTS/CTS 프레임 을 사용하여 전송하는 것을 제안한다.
[00130] 도 26 에 도시된 예에서 STA2 는 다른 BSS 영역에 속하지 않으므로 API 은 STA2에게 바로 DL 프레임을 전송할 수 있다. 다만, STA1은 다른 BSS의 전 송 영역에도 속해 있기 때문에, API 은 DL 데이터를 전송할 때 상술한 바와 같이 RTS와 CTS를 주고 받은 후, DL 데이터를 전송하도록 하는 것을 제안한 다.
<실시예 3>
[00131] 상술한 실시예 1 및 실시예 2 를 결합하여 운용할 수 있다. 즉, 다른 BSS 영역에 있는 STA 들 중 일부는 일반 채널을 통해 DL 데이터를 전송하고, 다른 BSS 전송 영역 안에 있는 STA 들 중 일부는 하향링크용 채널에서 RTS/CTS프레임을 사용하여 DL 데이터를 전송할 수 있다.
<실시예 4>
[00132] 도 27은 BSS 경계 영역에 위치하는 STA 에 DL 데이터를 전송하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
[00133] AP에서 다중 채널을 하향링크용 채널로 이용할 때에는 도 27에 도시된 바와 같이 하나의 채널은 BSS 센터 (즉 다른 BSS에 속하지 않은)에 있는 STA 들을 위해서, 다른 하나는 BSS 의 가장자리 (즉, 다른 BSS 전송 영역에 속한) 에 있는 STA들을 위해서 사용할 수 있다.
[00134] 도 27의 예에서 API과 AP2는 CH 3과 CH 4를 하향링크용 채널로 사용 하고 API은 CH 3을 BSS (또는 셀) 중앙에 있는 STA들을 위해 운영하고, CH 4 를 BSS 경계에 있는 STA들을 위해서 사용할 수 있다. 한편, AP2 는 CH 3 를 BSS 경계에 있는 STA들을 위해서 사용하고, CH 4를 BSS 중앙에 있는 STA를 위해서 사용할 수 있다.
<실시예 5>
[00135] 본 실시예에서는 BSS 경계에 있거나 다른 BSS 의 전송 범위 안에 있는 STA 들에게 DL 프레임을 전송할 때, 일반 채널을 통해서 전송하는 것을 가정 하며, 일반 채널을 통해 DL 데이터를 전송할 때 RTS/CTS 절차를 사용해서
BSS 경계 또는 다른 BSS 전송 범위 안에 있는 STA들에게 DL 프레임을 전송하 는 것을 제안한다.
<실시예 6>
[00136] 도 28 은 BSS 경계 영역에 위치하는 STA 에 DL 데이터를 전송하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
[00137] 본 실시예에서는 AP가 STA이 BSS 경계에 있는지 여부와상관 없이 STA 에게 DL 프레임을 전송할 때 RTS/CTS 를 STA 과 교환한 후 DL 프레임을 전송 하며, 이는 하향링크용 채널을 통해서 전송하는 것을 제안한다.
<실시예 7>
[00138] 상술한 실시예 6처럼 모든 STA들에게 DL프레임을 전송할 때, RTS/CTS
를 사용하면 불필요한 오버헤드를 증가시킬 수 있다. 이러한 불필요한 오버 헤드를 줄이기 위해서, 본 실시예에 따른 AP 는 고밀도 무선 랜에서 0BSS 가 심할 때만 RTS/CTS 사용을 시작할 수 있다. 또는 AP 는 RTS/CTS 없이 하향링 크용 채널을 통해서 DL프레임을 전송할 때 전송 실패가 자주 발생한 경우에 만 다음 전송에서 RTS/CTS를 사용하여 해당 STA에게 DL프레임을 전송할 수 있다.
<실시예 8>
[00139] 도 29 는 BSS 경계 영역에 위치하는 STA 에 DL 데이터를 전송하기 위한 본 발명의 또 다른 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
[00140] 본 실시예에서 AP는 하향링크용 채널로 STA들에게 DL 프레임을 전송할 때 , STA이 다른 BSS전송 범위에 있다면 DL프레임 전송 전 RTS/CTS를 교환 한 후, DL 프레임을 전송하고, 다른 BSS전송 범위에 있지 않은 STA들에게는 RTS/CTS 교환 없이 바로 DL 프레임을 전송한다.
[00141] 도 29의 예에서, STA1이 하나 이상의 다른 BSS전송 범위에 있지 않기 때문에, API은 STA1에게 RTS/CTS 교환 없이 바로 DL 프레임을 전송할 수 있 다. 한편, STA2 는 다른 BSS 전송 범위에 있기 때문에, API 은 STA2 에게 RTS/CTS교환을 한후 DL프레임을 전송할 수 있다 . [00142] 도 30은 AP가 연결된 STA이 다른 BSS 범위에 있는지 여부를 알기 위한 일 실시예를 도시한 도면이다.
[00143] STA들이 다른 BSS전송 범위에 있는지 알기 위해세 AP는 STA들에게 채
널 스캐닝 요청 메시지를 전송할 수 있다. STA이 AP로부터 채널 스캐닝 요청 메시지를 받으면, 하향링크용 채널을 스캐닝 한 다음, 해당 결과를 AP 에게 보고 할 수 있다. 채널 스캐닝 요청 메시지를 받은 STA 은 스캐닝 기간 동안 다른 BSS 의 STA/AP 로부터의 받은 프레임을 바탕으로 추출된 정보 (예를 들 어, 다른 BSS 가 존재하는 지 여부 몇 개의 다른 BSS 가 있는지 정보, 다른 BSS의 BSSID 정보 등)를 보고 /웅답프레임에 포함시켜 AP에게 전송할 수 있 다. AP는 스캐닝 보고 /웅답 프레임을 받고 나서, 해당 STA이 다른 BSS의 범 위 안에 있는지를 알 수 있다. 만약, 해당 STA 이 다른 BSS 에 전송 범위 안 에 있다면, 해당 STA에게 DL 프레임을 전송하기 전에 STA과 RTS/CTS를 교환 할 수 있다. 만약 해당 STA 이 다른 BSS 에 전송 범위 안에 있지 않다면, RTS/CTS를 교환하지 않고, 바로 DL프레임을 전송할 수 있다.
[00144] 여기에서 채널 스캐닝 요청과 채널 스캐닝 웅답 프레임은 위에서 언급 된 다른 BSS 정보 요청 및 다른 BSS 정보 응답 프레임들과 유사하고 볼 수도 있다.
[00145] 도 30의 예에서 STA1은 하나의 다른 BSS전송 범위 안에 있고 이를 채 널 스캐닝 웅답 프레임에 포함시켜 AP 에게 알리고, 따라서 AP 는 DL 프레임 을 보내기 전에 RTS/CTS를 STA1과 주고 받을 수 있다. STA2는 다른 BSS전송 범위 안에 있지 않고, 따라서 AP는 RTS/CTS교환 없이 STA에게 바로 프레임 을 보낼 수 있다.
[00146] STA은 자신이 속한 BSS의 BSSID가 포함되어 있지 않은 프레임을 받으 면, STA은 다른 BSS 전송 범위 안에 있다고 판단할 수 있다.
[00147] 도 31은 AP가 연결된 STA이 다른 BSS 범위에 있는지 여부를 알기 위한
다른 일 실시예를 도시한 도면이다.
[00148] 즉, 도 30 과 달리 채널 스캐닝 웅답은 하향링크용 채널이 아닌 일반 채널을 통해서 이루어질 수 있다. 도 31의 예와 같이, STA1이 하향링크용 채 널에서 채널 스캐닝 요청 메시지를 받으면, 일반 채널로 넘어가서 EDCA 기반 으로 채널 스캐닝 웅답 프레임을 AP 에게 전송하고, 하향링크용 채널로 다시 넘어갈 수 있다. 위 예에서, STA1은 다른 BSS전송 범위 안에 있지 않기 때문 어 1, AP는 RTS/CTS교환 없이 STA에게 바로 DL 프레임을 보낼 수 있다.
[00149] 또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에서 AP 는 DL 프레임 전송이 실패 하는 STA에게 RTS/CTS를 교환한 다음 DL프레임을 전송하고, 해당 STA에게 채널 스캐닝 프로시져를 호출하여, 해당 채널에 다른 BSS 가 있는지를 확인 할 수 있다.
[00150] 도 32 는 본 발명의 일 실시예에 따라 전송 실패를 통해 채널 스캐닝 프로시져를 개시하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[00151] 하향링크용 채널을 사용할 수 있는 성능을 가진 STA 은 스캐닝 단계에 서 각 채널에 대해서 채널을 이용하는 BSS 정보를 알 수 있고, 이에 대한 정 보를 STA은 저장하고 있다가, 연결 단계에서, 해당 채널 (특히, 하향링크용 채널) 에 대한 정보 (예를 들어, 자신이 다른 BSS 전송 범위 안에 있는지 여 부)를 AP 에게 알려줄 수 있다. 연결 이후에 STA 이 다른 BSS 속한 프레임을 수신하였다면, STA은 이에 대한 정보를 AP에게 알려줄 수 있다.
[00152] 도 33 은 상술한 바와 같은 하향링크용 채널을 이용한 무선랜 동작 방 법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
[00153] 도 33 의 무선 장치 (800)은 상술한 설명의 특정 STA, 그리고 무선 장치 (850)은 상술한 설명의 AP에 대웅할 수 있다.
[00154] STA은 프로세서 (810) , 메모리 (820), 송수신부 (830)를 포함할 수 있고, AP (850)는 프로세서 (860), 메모리 (870) 및 송수신부 (880)를 포함할 수 있다. 송수신부 (830 및 880)은 무선 신호를 송신 /수신하고, IEEE 802. il/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서 (810 및 860)은 물리 계층 및 /또 는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부 (830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세 서 (810 및 860)는 상기 언급된 간섭 제어 절차를 수행할 수 있다.
[00155] 프로세서 (810 및 860) 및 /또는 송수신부 (830 및 880)는 특정 집적 회 로 (appl icat ionᅳ speci f ic integrated circuit , ASIC) , 다른 칩셋 , 논리 회로 및 /또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리 (820 및 870)은 R0M(read-only memory) , RAM (random access memory) , 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및 /또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때, 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행 하는 모들 (예를 들어, 프로세스, 기능)로서 실행될 수 있다, 상기 모들은 메 모리 (820, 870)에 저장될 수 있고, 프로세서 (810 , 860)에 의해 실행될 수 있 다. 상기 메모리 (820, 870)는 상기 프로세스 (810, 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스 (810, 860)와 연결될 수 있다,
[00156] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에 서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분
야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변 경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특 징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
【산업상 이용가능성】
[00157] 상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되 는 것올 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 무선 기기들 사이의 간섭 제어가 필요한 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.