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KR101452504B1 - Ｖｈｔ 무선랜 시스템에서의 채널 접속 방법 및 이를지원하는 스테이션 - Google Patents

Ｖｈｔ 무선랜 시스템에서의 채널 접속 방법 및 이를지원하는 스테이션 Download PDF

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KR101452504B1
KR101452504B1 KR1020080057246A KR20080057246A KR101452504B1 KR 101452504 B1 KR101452504 B1 KR 101452504B1 KR 1020080057246 A KR1020080057246 A KR 1020080057246A KR 20080057246 A KR20080057246 A KR 20080057246A KR 101452504 B1 KR101452504 B1 KR 101452504B1
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석용호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 하나 또는 복수의 소스 스테이션들 각각이 상기 복수의 서브채널들 중에서 선택된 임의의 서브채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임을 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 및 수신된 상기 RTS 프레임에 대한 응답으로, 상기 목표 스테이션이 상기 결합 채널을 통해 상기 복수의 소스 스테이션들 중에서 선택된 하나의 소스 스테이션으로 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하는 단계를 포함한다. 그리고 상기 선택된 소스 스테이션이 상기 결합 채널을 통해 상기 목표 스테이션으로 데이터 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 의하면, VHT 시스템에서의 효율적인 채널 접속 메커니즘을 제공할 수가 있다.

Description

ＶＨＴ 무선랜 시스템에서의 채널 접속 방법 및 이를 지원하는 스테이션 {Channel access mechanism for Very High Throughput (VHT) wireless local access network system and station supporting the channel access mechanism}
본 발명은 무선랜(Wireless Local Access Network, WLAN)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 VHT(Very High Throughput) 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘과 이를 지원하는 스테이션에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
WLAN 기술의 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802가 1980년 2월에 설립된 이래, 많은 표준화 작업이 수행되고 있다. 초기의 WLAN 기술은 IEEE 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 호핑, 대역 확산, 적외선 통신 등으로 1~2Mbps의 속도를 지원한 이래, 최근에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 적용하여 최대 54Mbps의 속도를 지원할 수 있다. 이외에도 IEEE 802.11에서는 QoS(Quality for Service)의 향상, 액세스 포인트(Access Point) 프로토콜 호환, 보안 강화(Security Enhancement), 무선 자원 측정(Radio Resource measurement), 차량 환경을 위한 무선 접속(Wireless Access Vehicular Environment), 빠른 로밍(Fast Roaming), 메쉬 네트워크(Mesh Network), 외부 네트워크와의 상호작용(Interworking with External Network), 무선 네트워크 관리(Wireless network Management) 등 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다.
IEEE 802.11 중에서 IEEE 802.11b는 2.4GHz 대역의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbs의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 대역이 아닌 5GHz 대역의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 대역의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 대역의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 후방 호환성(Backward Compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받고 있는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.
또한, 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 뿐만 아니라, 속도를 증가시키기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)을 사용할 수도 있다.
한편, IEEE 802.11 MAC(Medium Access Mechanism)의 기본 접속 메커니즘(Basic Access Mechanism)은 이진 익스포넨셜 백오프(binary exponential backoff)와 결합된 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능(Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 "listen before talk" 접속 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 접속 메커니즘에서는, 스테이션(Station, STA)은 전송을 시작하기에 앞서 무선 채널 또는 매체(Medium)를 청취한다. 청취 결과, 만일 매체가 사용되고 있지 않는 것으로 감지되면, 청취하고 있는 스테이션(listening STA)은 자기 자신의 전송을 시작한다. 반면, 매체가 사용되고 있는 것으로 감지되면, 상기 스테이션은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 이진 익스포넨셜 백오프 알고리즘에 의하여 결정되는 지연 기간에 들어간다.
CSMA/CA 메커니즘은 STA이 매체를 직접 청취하는 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 은닉 노드 문제(Hidden Node Problem) 등과 같은 물리적 캐리어 센싱의 한계를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control)은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector, NAV)를 이용한다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 STA에게 지시하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.
NAV를 설정하기 위한 절차 중의 한 가지는 RTS(Request To Send) 프레임과 CTS(Clear To Send) 프레임의 교환 절차이다. RTS 프레임과 CTS 프레임에는 수신 STA들에게 다가오는 프레임의 전송(upcoming frame transmission)을 알려 주어서 상기 수신 STA에 의한 프레임 전송을 지연시킬 수 있는 정보가 포함된다. 상기 정보는 예컨대, RTS 프레임과 CTS 프레임의 지속시간 필드(duration field)에 포함될 수 있다. 그리고 이러한 RTS 프레임과 CTS 프레임의 교환이 이루어지고 나면, 소스 STA은 목표 STA에게 보내고자 하는 실제 프레임을 전송한다.
도 1은 이러한 DCF를 포함하는 IEEE 802.11 MAC 아키텍쳐를 보여 주는 다이어그램이다. 도 1을 참조하면, DCF의 서비스를 통하여 PCF(Point Coordination Function) 및 HCF(Hybrid Coordination Function)가 제공된다. HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 및 HCCF(HCF Controlled Channel Access)를 포함한다. 그리고 서비스품질(Quality of Service, QoS)이 지원되지 않는 STA에게는 HCF가 존재하지 않는 반면, QoS가 지원되는 STA에게는 DCF와 HCF가 모두 존재한다. PCF는 모든 STA에 있어서 임의적인 기능이다. 이러한 DCF, PCF, EDCA, 및 HCCF에 관한 상세한 내용은 IEEE 802.11-REVma/D9.0 Oct. 2006 규격의 제9장, "MAC sublayer function description"에 기술되어 있으므로, 여기서 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 규격의 내용은 본 명세서에 참조에 의하여 결합된다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 그런데, IEEE 802.11n 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)/물리계층(Physical Layer, PHY) 프로토콜은 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하는데 있어서 효과적이지 못하다. 왜냐하면, IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜은 단일 STA, 즉 하나의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 갖는 STA의 동작을 위한 것이어서, 기존의 IEEE 802.11n의 MAC/PHY 프로토콜을 그대로 유지하면서 프레임의 처리량을 증가시킬수록 이에 따라 부가적으로 발생하는 오버헤드(Overhead)도 증가하기 때문이 다. 결국, 기존의 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜, 즉 단일 STA 아키텍쳐를 그대로 유지하면서 무선 통신 네트워크의 쓰루풋을 향상시키는 것은 한계가 있다.
따라서 무선 통신 네트워크에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 달성하기 위해서는 기존의 단일 STA 아키텍쳐인 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜과는 다른 새로운 시스템이 요청된다. VHT(Very High Throughput) 시스템은, IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다. VHT 시스템이란 명칭은 임의적인 것인데, 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하기 위하여, 현재는 4X4 MIMO 및 80MHz 채널 밴드폭을 사용하는 VHT 시스템에 대한 실현 가능성 테스트가 진행되고 있다.
그런데, VHT 시스템에서 목표치로 설정된 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도는 전체 쓰루풋(Aggregate Throughput)을 가리킨다. 반면, VHT 시스템에서 STA들 사이의 일대일 통신의 목표 쓰루풋은 최소 500Mbps이다. 이것은 VHT를 지원하는 STA(이하, 'VHT STA'이라 한다)의 성능 또는 제공 부하(offered load)가 500Mbps를 넘지 않을 수 있다는 것을 의미한다. VHT STA의 제공 부하가 1Gbps보다 작은 경우(예컨대, 500Mbps)에, 종래의 채널 접속 메커니즘과 마찬가지로 하나의 VHT STA이 전체 채널을 모두 사용하도록 하는 것은, VHT 시스템의 목표 쓰루풋을 달성할 수가 없다.
또한, IEEE 802.11 무선랜에서 사용되고 있는 전술한 CSMA/CA 채널 접속 메커니즘은 효율성이 높지 않다는 문제점이 있다. 예를 들어, MAC 서비스 접속 포인 트(SAP)에서의 데이터 처리 속도는 물리 계층(Physical Layer, PHY) 서비스 접속 포인트(SAP)에서의 데이터 처리 속도의 50~60% 밖에 되지 않는다. 따라서 VHT 시스템의 MAC SAP에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 달성하기 위해서는, PHY SAP의 데이터 처리 속도는 1Gbps 보다 약 1.5배 내지 2배가 되어야 하나, 기존의 IEEE 802.11n PHY 기술로는 이러한 처리 속도를 제공하기는 어렵다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 VHT 시스템에서 전체 쓰루풋이 1Gbps 이상이 달성될 수 있도록 하는 새로운 채널 접속 메커니즘을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 VHT 시스템에서 복수의 VHT STA이 동시에 채널에 접속할 수 있도록 하는 채널 접속 메커니즘을 제공하는 것이다.
본 발명의 해결하고자 하는 또 다른 하나의 과제는 VHT 시스템의 MAC SAP에서 1Gbps 이상의 전체 쓰루풋을 달성할 수 있는 새로운 채널 접속 메커니즘을 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 하나 또는 복수의 소스 스테이션들 각각이 상기 복수의 서브채널들 중에서 선택된 임의의 서브채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임을 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 및 수신된 상기 RTS 프레임에 대한 응답으로, 상기 목표 스테이션이 상기 결합 채널을 통해 상기 복수의 소스 스테이션들 중에서 선택된 하나의 소스 스테이션으로 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 선택된 소스 스테이션이 상기 결합 채널을 통해 상기 목표 스테이션으로 데이터 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 목표 스테이션은 상기 결합 채널 전체에 걸치거나 또는 상기 결합 채널을 구성하는 복수의 서브채널별로 상기 CTS 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 상기 목표 스테이션은 상기 선택된 소스 스테이션이 사용한 서브채널을 통해 상기 CTS 프레임을 전송할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 소스 스테이션이 상기 복수의 서브채널들별로 RTS(Request To Send) 프레임을 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 및 상기 목표 스테이션이 상기 RTS 프레임이 성공적으로 수신된 서브채널을 통해 상기 소스 스테이션으로 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 소스 스테이션이 상기 CTS 프레임이 수신된 서브채널을 통해 상기 목표 스테이션으로 데이터 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 하나 또는 복수의 소스 스테이션들 각각이 상기 복수의 서브채널들 중에서 선택된 임의의 서브채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임을 목표 스테이션으로 전송하는 단계, 및 수신된 상기 RTS 프레임에 대한 응답으로, 상기 목표 스테이션이 상기 RTS 프레임이 수신된 서브채널을 통해 상기 하나 또는 복수의 소스 스테이션으로 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 CTS 프레임은 이를 수신하는 상기 소스 스테이션이 후속 프레임의 전송에 사용할 서브채널의 목록을 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 소스 스테이션이 상기 복수의 서브채널들 중에서 임의의 서브채널을 사용하거나 또는 상기 복수의 서브채널별로 RTS(Request To Send) 프레임을 목표 스테이션으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 RTS 프레임에 대한 응답으로, 상기 목표 스테이션이 상기 복수의 서브채널들 중에서 임의의 서브채널을 사용하거나 또는 상기 결합 채널 전체에 걸쳐서 CTS(clear To Send) 프레임을 상기 소스 스테이션으로 전송할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 소스 스테이션이 목표 스테이션으로 전송하는 RTS(Request To Send) 프레임은, 상기 복수의 서브채널들 중에서 상기 소스 스테이션이 상기 목표 스테이션으로의 후 속 프레임의 전송에 사용하기를 희망하는 서브채널의 목록을 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서의 채널 접속 메커니즘으로써, 수신된 RTS(Request To Send) 프레임에 대한 응답으로 목표 스테이션이 수신 스테이션으로 전송하는 CTS(Clear To Send) 프레임은, 상기 복수의 서브채널들 중에서 상기 소스 스테이션이 상기 목표 스테이션으로의 후속 프레임의 전송에 사용하기를 허락하는 서브채널의 목록을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 복수의 서브채널들로 구성된 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템에서, 결합 채널의 이용 효율을 향상시킨 효율적인 채널 접속 메커니즘을 제공하는 것이 가능하다. 특히, 본 발명의 실시예에 의하면, 하나 또는 그 이상의 VHT 스테이션이 동시에 채널 접속을 요청하는 경우는 물론, 레거시 스테이션에 의하여 일부 서브채널이 사용되고 있는 경우에도, 다른 서브채널에 대한 접속이 가능하도록 함으로써, 효율적인 채널 접속이 가능하다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. 그리고 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 BSS를 VHT(Very High Throughput) BSS라고 한다.
하나 이상의 VHT BSS를 포함하는 VHT 시스템은 80MHz 채널 밴드폭을 사용할 수 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 예컨대, VHT 시스템은 60MHz나 100MHz, 또는 그 이상의 채널 밴드폭을 사용할 수도 있다. 이와 같이, VHT 시스템은 소정 크기, 예컨대 20MHz의 채널 밴드폭을 갖는 서브채널이 복수 개가 포함되는 다중 채널 환경을 갖는다.
BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있는데, 도 2에는 인프라스트럭쳐 BSS가 도시되어 있다. 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 STA(STA1, STA3, STA4), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 STA인 액세스 포인트(Access Point, AP), 및 다수의 AP(AP1, AP2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 반면, IBSS는 AP를 포함하지 않기 때문에 모든 STA이 이동 스테이션으로 이루어져 있으며, DS에로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
STA은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 STA을 VHT STA이라고 한다.
무선 통신을 위한 STA은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이서와 디스플레이 수단 등을 포함한다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 기능 유닛으로써, STA을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 그리고 트랜시버는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛이다.
STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 비AP STA(STA1, STA3, STA4, STA6, STA7, STA8)으로써, 단순히 STA이라고 할 때는 비AP STA을 가리키기도 한다. 비AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 Non-AP STA을 Non-AP VHT STA이라고 한다.
그리고 AP(AP1, AP2)는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 엑세스 포인트라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 AP를 VHT AP라고 한다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 하나의 AP가 다른 AP와 통신하기 위한 메커니즘으로서, 이에 의하면 AP가 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 STA들을 위해 프레임을 전송하거나 또는 어느 하나의 STA이 다른 BSS로 이동한 경우에 프레임을 전달하거나 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 전달할 수가 있다. 이러한 DS는 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬 네트워크와 같은 무선 네트워크이거나 또는 AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
도 3은 각각 독자적인 라디오 인터페이스를 갖는 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 갖는 초고처리율(Very High Throughput, VHT) 시스템에 적용될 수 있는 프로토콜의 일례인 다중-라디오 통합 프로토콜(Multi-radio Unification Protocol, MUP)에 대한 블록 다이어그램이다.
도 3을 참조하면, MUP를 지원하는 STA은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 포함한다. 도 3에서 각각의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)가 서로 분리되어 도시되어 있는데, 이것은 각각의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 MAC/PHY 모듈이 서로 독립적으로 운영된다는 것을 의미한다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 대한 구분은, 네트워크 인터페이스 카드(NIC)가 개별적인 MAC/PHY 프로토콜에 따라서 동작하는 논리적인 개체(Logical Entity)라는 것을 나타낸다. 따라서 이러한 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 주 라디오 인터페이스(Primary Radio Interface)와 하나 또는 그 이상의 부 라디오 인터페이스(Secondary Radio Interface)로 구분될 수 있다. 그리고 부 라디오 인터페이스가 복수 개인 경우에, 이들도 제1 부 라디오 인터페이스, 제2 부 라디오 인터페이스, 제3 부 라디오 인터페이스 등등으로 구분될 수 있다. 이러한 주 라디오 인터페이스와 부 라디오 인터페이스의 구분 및/또는 부 라디오 인터페이스 자체의 구분은 정책적인 것이거나 또는 채널 환경을 고려하여 적응적으로 결정되는 것일 수도 있다.
복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 다중-라디오 통합 프로토콜(MUP) 를 통해서 통합 관리된다. 그 결과, 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 외부에 대해서는 마치 하나의 장치인 것처럼 인식된다. 이러한 동작을 위하여, 상기 VHT 시스템은 가상(Virtual)-매체접속제어(V-MAC)를 포함하는데, V-MAC을 통해 상부 계층(Upper Layer)은 다중-라디오 채널에서 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)에 의하여 동작된다는 것을 인식하지 못하게 된다. 이와 같이, VHT 시스템에서는 V-MAC을 통해 상부 계층(Upper Layer)은 다중-라디오를 인식하지 않게 된다. 즉, 하나의 가상 이더넷 어드레스(Virtual Ethernet Address)가 제공된다.
다음으로 본 발명의 실시예들에 따른 VHT 시스템에서의 채널 접속 절차에 대하여 설명한다. 후술하는 실시예들은 20MHz의 밴드폭을 갖는 인접한 네 개의 서브채널이 결합되어 있는 결합 채널을 사용하는 VHT 시스템(즉, 80MHz 채널 밴드폭 을 갖는 결합 채널)에 관한 것이지만, 이것은 단지 예시적인 것이다. 후술하는 본 발명의 실시예는, 복수 개, 예컨대 3개 또는 5개 이상의 서브채널을 포함하는 VHT 시스템에도 동일하게 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 또한, 서브채널의 밴드폭이 20MHz인 VHT 시스템으로 본 발명의 실시예가 한정되는 것도 아니다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다. 본 실시예는 기존의 채널 접속 메커니즘, 예컨대 EDCA 메커니즘을 결합 채널(bonding channel) 전체에 대하여 그대로 적용하는 것으로써, 전체 채널 밴드폭을 하나의 VHT STA만이 사용하는 것을 가정한 것이다. 즉, 서로 통신을 하는 두 VHT STA 사이에서의 RTS 프레임, CTS 프레임, 및 데이터의 교환은 결합 채널 전체를 사용하여 이루어진다.
도 4를 참조하면, 우선 데이터를 전송하고자 하는 소스(Source) VHT STA 또는 전송(Transmitting) VHT STA은 결합 채널 전체를 사용하여 RTS 프레임을 전송한다. 도면에서는 이러한 RTS 프레임의 전송 단계가 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
그리고 RTS 프레임을 수신한 목표(Destination) VHT STA 또는 수신(Receiving) VHT STA은 역시 결합 채널 전체를 사용하여 CTS 프레임을 전송한다. 도면에서는 이러한 CTS 프레임의 전송 단계도 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
이와 같이, RTS 프레임과 CTS 프레임의 교환이 결합 채널 전체를 사용하여 이루어지는 경우에, 후속되는 데이터 등의 전송도 결합 채널 전체를 사용하여 이루어지는 것이 일반적이다. 그러나, 본 실시예의 일 측면에 의하면, RTS 프레임 및/또는 CTS 프레임에 후속되는 데이터 등의 전송에 사용할 서브채널의 목록을 포함시킬 수도 있다. 이와 같이, RTS 프레임 및/또는 CTS 프레임에 서브채널의 목록이 포함되는 경우에, 이러한 목록에 포함되는 서브채널만 NAV가 설정되며, 소스 VHT STA은 해당 서브채널만을 통하여 데이터 등을 목표 VHT STA으로 전송한다.
계속해서 CTS 프레임을 수신한 소스 VHT STA은 소정의 절차에 따라서 목표 VHT STA에게로 데이터 등의 전송을 시작한다. 도면에서는 이러한 데이터의 전송 단계도 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다. 이 경우에, RTS 프레임 및/또는 CTS 프레임에 서브채널의 목록이 없는 경우에는 도면에 도시된 바와 같이, 결합 채널 전체를 사용하여 데이터 등을 전송하지만, 만일 상기 서브채널의 목록이 있는 경우에는 해당 목록에 있는 서브채널의 전부 또는 일부를 이용하여 데이터 등을 전송할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 기존의 EDCA에 따른 채널 접속 메커니즘을 결합 채널 전체에 그대로 적용하여 RTS 프레임, CTS 프레임, 및 데이터 프레임 등의 전송이 이루어진다. 다만, 상기 제1 실시예의 변형예로써, RTS 프레임 및/또는 CTS 프레임에 데이터 프레임 등의 전송에 사용할 서브채널의 목록을 포함시킬 수도 있다. 그리고 이와 같이 서브채널의 목록이 포함되면, 소스 VHT STA은 해당 목록의 전체 또는 일부 서브채널을 사용하여 데이터 프레임 등을 목표 VHT STA으로 전송할 수 있다.
이와 같이, 결합 채널 전체를 사용하여 RTS 프레임과 CTS 프레임을 전송하는 경우에는, RTS 프레임과 CTS 프레임의 크기는 매우 작기 때문에 전송 시간으로서 몇 개의 OFDM 심볼(Symbol) 시간(예컨대, 6Mbs의 전송에 소요되는 8ㅅs)만을 사용한다. 경우에 따라서는 RTS 프레임과 CTS 프레임의 전송 시간이 PLCP 프리엠블 및 PLCP 헤더보다 작을 수 있으며, RTS 프레임과 CTS 프레임에 대한 네트워크의 오버헤드(Overhead)는 거의 무시할 수 있는 수준이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다. 본 실시예는 레거시(Legacy) STA과 VHT STA이 공존하는 VHT 시스템에서, 전술한 제1 실시예와 같이 기존의 EDCA 채널 접속 메커니즘을 적용할 경우에 발생할 수 있는 레거시 STA과의 충돌(collision)로 인한 문제를 해결하기 위한 채널 접속 메커니즘의 일례이다. 이러한 채널 접속 메커니즘은, 예컨대 주파수 선택적(Frequency-Selective) EDCA라고 칭할 수 있다.
전술한 제1 실시예에 의하면, 레거시 STA과 충돌이 발생하면 결합 채널 전체를 사용하지 못하여 VHT 시스템의 쓰루풋을 현저히 떨어뜨릴 수가 있다. 만약, VHT STA이 사용하고 있거나 또는 사용하고자 하는 서브채널들 중에서 임의의 서브채널에서 하나 또는 그 이상의 레거시 STA들이 동작하는 경우에, VHT STA에서 이 서브채널을 포함하는 채널 또는 결합 채널 전체에 접속하기 위해서는, 상기 채널 또는 결합 채널을 구성하는 모든 서브채널들이 점유되어 있지 않(idle)아야 한다. 즉, 결합 채널을 구성하는 모든 서브채널들에 대하여 레거시 STA과의 충돌이 없어야 VHT STA은 채널 접속을 성공적으로 할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 이러한 레거시 STA과의 충돌에 따른 쓰루풋 감소의 문제를 방지하기 위하여, RTS 프레임을 서브채널 단위로 전송하는 채널 접속 메커니즘을 사용한다. 즉, 소스 VHT STA은 결합 채널 전체를 사용하여 RTS 프레임을 전송하는 것이 아니라, 각 서브채널 단위로 RTS 프레임을 전송한다. 만약, 이러한 서브채널 단위의 RTS 프레임이 임의의 서브채널에서 레거시 STA과 충돌이 발생하는 경 우, 타깃 VHT STA은 충돌이 발생하지 않은 서브채널에 대해서만 CTS 프레임을 전송하고 그 결과 소스 VHT STA은 충돌이 발생하지 않은 서브채널에 대해서만 CTS 프레임을 수신한다. 그리고 소스 VHT STA은 CTS 프레임을 수신한 서브채널에 대해서만 데이터 등을 전송한다.
도 5를 참조하면, 우선 데이터를 전송하고자 하는 소스(Source) VHT STA 또는 전송(Transmitting) VHT STA(도 5에는 'STA1'으로 표시되어 있음)은 결합 채널 전체를 사용하여 RTS 프레임을 전송한다. 다만, 본 실시예에서는 결합 채널 전체를 하나의 채널로 간주하지 않고 각 서브채널을 독립된 채널로 간주하여 서브채널별로 RTS 프레임을 전송한다. 도면에서는 이러한 서브채널별로 RTS 프레임을 전송하는 과정이, 각 서브채널 단위의 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
그런데, 본 실시예에 의하면, 레거시 STA에 의하여 전체 서브채널 중에서 제2 서브채널과 제4 서브채널이 이용되고 있다. 제2 서브채널과 제4 서브채널은 서로 다른 레거시 STA에 의하여 이용되고 있을 수 있다. 제2 서브채널과 제4 서브채널이 이용되고 있는 이러한 이유(레거시 STA에 의한 사용)는 예시적인 것이며, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다. 이와 같이, 제2 서브채널과 제4 서브채널이 이미 사용중인 경우에는, 이 서브채널을 통해서 전송되는 RTS 프레임은 충돌이 발생하여 성공적으로 전송되지 못할 수가 있으며, 목표 VHT STA은 제1 서브채널 및 제3 서브채널을 통해서 전송되는 RTS 프레임을 성공적으로 수신할 수가 있 다.
이와 같이, 전체 서브채널 중에서 일부 서브채널 또는 전체 서브채널을 통해 RTS 프레임을 수신한 목표(Destination) VHT STA 또는 수신(Receiving) VHT STA은, 해당 서브채널을 사용하여 서브채널 단위로 CTS 프레임을 전송한다. 도면에서는 이러한 CTS 프레임의 전송 단계가, 제1 및 제3 서브채널을 통한 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
이와 같이, 제1 및 제3 서브채널을 통하여 CTS 프레임이 수신되면, 소스 VHT STA은 해당 서브채널(제1 및 제3 서브채널)을 이용하여 데이터 등을 전송한다. 도면에서는 제1 및 제3 서브채널을 통한 이러한 데이터의 전송 과정이, 제1 및 제3 서브채널에서의 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다. 본 실시예는 레거시(Legacy) STA과 VHT STA이 공존하는 VHT 시스템에서 또는 VHT STA만이 존재하는 VHT BSS에서 VHT STA들 사이의 충돌(collision)을 방지하기 위한 채널 접속 메커니즘의 일례이다. 이러한 채널 접속 메커니즘은, 예컨대 주파수 호핑(Frequency-Hopping) EDCA라고 칭할 수 있다.
전술한 제1 실시예에 의할 경우에는, RTS 프레임을 전송하는 시점에 레거시 STA이 임의의 서브채널 하나를 점유하고 있는 경우에는, 비록 그 이후에 해당 서브 채널의 사용이 종료된다고 하더라도 VHT STA은 바로 결합 채널 전체를 사용하여 데이터 등을 전송할 수가 없다. 즉, 레거시 STA에 의한 서브채널의 사용이 끝난 이후에야, RTS 프레임과 CTS 프레임의 교환 절차를 시작할 수가 있다. 그리고 전술한 제2 실시예에 의할 경우에는 레거시 STA과 충돌이 발생하는 경우에는 데이터 등의 전송에 있어서 결합 채널 전체를 사용할 수가 없기 때문에, VHT 시스템의 쓰루풋을 떨어뜨릴 수 있는 단점이 있다.
본 실시예에 의하면, 이러한 제1 실시예에서 초래될 수 있는 데이터 등의 전송 지연 문제 또는 제2 실시예에서 초래될 수 있는 채널의 이용 효율의 저하의 문제를 방지하기 위하여, 하나의 VHT STA은 하나의 서브채널만을 이용하여 RTS 프레임을 전송하는 채널 접속 메커니즘을 사용한다. 보다 구체적으로, 데이터 등을 전송하고자 하는 임의의 VHT STA들 각각은 결합 채널 전체를 사용하여 RTS 프레임을 전송하는 것이 아니라, 임의로 하나의 서브채널을 선택하거나 또는 미리 정해진 약속에 따라서 하나의 서브채널만을 이용하여 RTS 프레임을 전송한다. 즉, VHT STA들 각각은 선택되거나 또는 미리 정해진 하나의 서브채널을 통해 EDCA 기법을 사용해 채널 접속을 하게 된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면, RTS 프레임이 단 하나의 서브채널만을 사용하여 전송되므로, 복수의 VHT STA이 동시에 RTS 프레임을 전송하는 상황이 발생하더라도 RTS 프레임간의 충돌을 방지하거나 또는 회피할 수가 있다.
그리고 하나 또는 그 이상의 VHT STA으로부터 RTS 프레임을 수신한 목표 VHT STA 또는 수신 VHT STA은, 수신된 RTS 프레임들 중에서 하나의 선택하여, 즉 RTS 프레임을 전송한 VHT STA들 중에서 하나의 VHT STA을 선택하여 CTS 프레임으로 응답한다. 이 경우에, CTS 프레임은 결합 채널 전체에 걸쳐서 전송되거나 또는 전술한 제2 실시예와 같이, 해당 서브채널별로 전송할 수 있다. 다만, 후자의 경우에, 선택된 RTS 프레임이 전송된 서브채널과 동일한 서브채널만을 사용하는 것이 아니라 결합 채널 전체에 걸쳐서 서브채널별로 CTS 프레임을 전송한다. 그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 상기 CTS 프레임을 수신한 VHT STA, 즉 상기 CTS 프레임의 목표 VHT STA은, 후속 절차에서 데이터 등을 전송하고자 하는 경우에, 결합 채널 전체를 사용한다.
도 6을 참조하면, 우선 데이터를 전송하고자 하는 소스(Source) VHT STA 또는 전송(Transmitting) VHT STA(도 6에는 'STA1' 및 'STA2'으로 표시되어 있음)들은 각각 임의의 서브채널을 통해 RTS 프레임을 전송한다. 이러한 경우는, 예를 들어, STA1과 STA2의 백오프 타이머(Backoff timer)가 동시에 만료된 경우일 수 있다. 도 6에서는 STA1이 제1 서브채널을 사용하고, STA2는 제3 서브채널을 사용하는 것으로 도시되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 본 실시예에 의하면, STA1과 STA2이 RTS 프레임을 전송하는데 사용하는 서브채널은 같지 않은 것이 바람직하며, 이 서브채널이 결정되는 방법에는 아무런 제한이 없다. STA1과 STA2가 서로 다른 서브채널을 사용하여 RTS 프레임을 전송하면, RTS 프레임 사이의 충돌을 방지할 수가 있다. 도면에서는 STA1과 STA2가 서로 다른 서브채널을 통해 각각 RTS 프레임을 전송하는 과정이, 제1 및 제3 서브채널에서의 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
이와 같이, 전체 서브채널 중에서 제1 및 제3 서브채널을 통해 별개의 RTS 프레임을 수신한 목표(Destination) VHT STA 또는 수신(Receiving) VHT STA은, 이 중에서 하나만을 선택하여 CTS 프레임으로 응답한다. 도 6에서는 제1 VHT STA(STA1)으로부터 수신된 RTS 프레임이 선택되어 상기 CTS 프레임이 STA1으로 전송되는 것으로 도시되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 그리고 본 실시예에 의하면, 상기 CTS 프레임은 결합 채널 전체에 걸쳐서 전송된다. 도면에서는 이러한 CTS 프레임의 전송 단계가, 결합 채널 전체를 통한 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있으며, CTS 프레임은 STA1으로 전송된다.
그리고 CTS 프레임을 수신한 STA1은 결합 채널 전체를 사용하여 데이터 등을 전송한다. 따라서 본 실시예에 의하면, 데이터 등의 전송에 있어서 채널의 이용 효율을 극대화할 수 있다. 도면에서는 전체 서브채널을 통한 이러한 데이터의 전송 과정이, 결합 채널 전체에 걸친 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
전술한 제2 실시예와 본 실시예와 같이, RTS 프레임 및/또는 CTS 프레임을 전송하는데 있어서 하나의 서브채널만을 사용하게 되면, 해당 RTS 프레임 및 CTS 프레임의 전송 시간은 상대적으로 증가하게 된다. 하지만, RTS 프레임의 크기는 작기 때문에, 이에 대한 RTS 프레임의 전송 오버헤드는 상대적으로 크지 않다. 반면, 본 실시예에 의하면, RTS 프레임이 하나의 서브 채널만을 사용하여 전송되기 때문에, RTS 프레임들 사이의 충돌은 방지할 수가 있다. 그 결과, 본 실시예에 의하면, VHT STA들 사이의 충돌 가능성을 줄일 수가 있기 때문에, 채널의 이용 효율을 그 만큼 높일 수가 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다. 즉, 본 실시예도 제3 실시예와 마찬가지로 주파수 호핑 EDCA 기법을 사용한다고 할 수 있다. 다만, 본 실시예는 CTS 프레임을 전송하는 방식이 전술한 제3 실시예와 차이가 있다. 이하, 전술한 제3 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.
전술한 제3 실시예는 VHT STA만이 채널 접속을 하고 있을 경우를 가정한 것이다. 이러한 경우에는 레거시 STA에서의 NAV 설정은 고려할 필요가 없다. 따라서 전술한 제3 실시예에서는 CTS 프레임을 전송할 때, 결합 채널 전체에 걸쳐서 CTS 프레임을 전송한다. 이러한 CTS 프레임의 전송 방법은 CTS 프레임의 전송으로 발생하는 채널 부하를 줄일 수가 있다. 하지만, 결합 채널 전체에 걸쳐서 CTS 프레임을 전송하는 경우에, 레거시 STA은 이 CTS 프레임을 해독할 수가 없으며 그 결과 상기 CTS 프레임에 의하여 정해지는 기간 동안에는 NAV를 설정할 수가 없다. 따라서 본 실시예에서는 하나의 서브채널을 이용하여 CTS 프레임을 전송한다.
이러한 본 실시예의 다른 측면에 의하면, 제3 실시예에서 설명한 바와 같이, CTS 프레임을 결합 채널을 구성하는 서브채널 각각의 단위로 CTS 프레임을 전송할 수도 있다. 이 경우에, 상기 CTS 프레임에는 각 VHT STA별로 어떤 서브채널에 대한 전송 기회가 있는지를 표시하기 위한 서브채널 목록이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 VHT STA에게 전송을 허락하는 경우에는, 해당 VHT STA이 사용할 수 있는 서브채널 목록을 CTS 프레임에 포함시킬 수도 있다. 또는, 아무런 서브채널 목록이 포함되지 않은 경우에, 상기 VHT STA은 전체 서브채널에 대한 전송 기회를 가질 수도 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다. 본 실시예는 레거시(Legacy) STA과 VHT STA이 공존하는 VHT 시스템에서 또는 VHT STA만이 존재하는 VHT BSS에서 VHT STA들 사이의 충돌(collision)을 방지하기 위한 채널 접속 메커니즘의 일례로써, 전술한 제3 및 제4 실시예의 응용례에 해당된다고 볼 수도 있다. 이러한 채널 접속 메커니즘은, 예컨대 동적 채널 할당을 갖는 주파수 호핑 EDCA(Frequency-Hopping EDCA with Dynamic Channel Allocation)라고 칭할 수 있다.
제3 실시예 및 제4 실시예와 같이, 주파수 호핑 EDCA 기법을 사용하는 채널 접속 메커니즘에 의하면, 목표 VHT STA은 복수의 단말들로부터 RTS 프레임을 동시에 수신하거나 또는 사용하고 있지 않은 서브채널을 통하여 추가적인 RTS 프레임을 수신하는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 본 실시예에 의하면, RTS 프레임을 송신한 하나 이상의 단말들에게 CTS 프레임을 각각 송신함으로써, 여러 단말들이 동시에 서로 다른 서브채널을 통하여 데이터 등을 전송할 수 있도록 한다. 그리고 상기 CTS 프레임에는 해당 단말이 데이터 등을 전송할 때에 사용할 서브채널들의 리스트를 포함한다.
도 8을 참조하면, 우선 데이터를 전송하고자 하는 소스(Source) VHT STA 또는 전송(Transmitting) VHT STA(도 8에는 'STA1' 및 'STA2'으로 표시되어 있음)들은 각각 임의의 서브채널을 통해 RTS 프레임을 전송한다. 이러한 경우는, 예를 들어, STA1과 STA2의 백오프 타이머(Backoff timer)가 동시에 만료된 경우일 수 있다. 도 8에서는 RTS 프레임의 전송에 있어서, STA1이 제1 서브채널을 사용하고, STA2는 제3 서브채널을 사용하는 것으로 도시되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 본 실시예에 의하면, STA1과 STA2이 RTS 프레임을 전송하는데 사용하는 서브채널은 같지 않은 것이 바람직하며, 이 서브채널이 결정되는 방법에는 아무런 제한이 없다. STA1과 STA2가 서로 다른 서브채널을 사용하여 RTS 프레임을 전송하면, RTS 프레임 사이의 충돌을 방지할 수가 있다. 도면에서는 STA1과 STA2가 서로 다른 서브채널을 통해 각각 RTS 프레임을 전송하는 과정이, 제1 및 제3 서브채널에서의 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
이와 같이, 전체 서브채널 중에서 제1 및 제3 서브채널을 통해 별개의 RTS 프레임을 수신한 목표(Destination) VHT STA 또는 수신(Receiving) VHT STA은, 수신된 모든 RTS 프레임에 대하여 CTS 프레임으로 응답한다. 도 8에서는 제1 VHT STA(STA1)과 제2 VHT STA(STA2)으로부터 수신된 RTS 프레임들 각각에 대하여 제1 및 제3 서브채널을 통하여 두 개의 CTS 프레임이 각각 STA1 및 STA2로 전송되는 것 으로 도시되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 도면에서는 이러한 CTS 프레임의 전송 단계가, 제1 및 제3 서브채널 각각을 통한 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
본 실시예에 의하면, 상기 STA1으로 전송되는 CTS 프레임에는 STA1이 이후에 데이터 등의 전송에 사용할 서브 채널의 리스트가 포함된다. 본 실시예에 의하면, 상기 리스트에는 제1 서브채널 및 제2 서브채널이 포함되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다. 그리고 상기 STA2로 전송되는 CTS 프레임에도 STA2가 이후에 데이터 등의 전송할 사용할 서브채널의 리스트가 포함된다. 본 실시예에 의하면, 상기 리스트에는 제3 서브채널 및 제4 서브채널이 포함되어 있는데, 이것은 예시적인 것이다.
그리고 CTS 프레임을 수신한 STA1 및 STA2 각각은 수신된 CTS 프레임의 서브채널 리스트에 포함된 서브채널을 통하여 데이터 등을 목표 STA으로 전송한다. 상기 STA1과 STA2는 동시에 데이터 등을 전송할 수가 있다. 도면에서는 제1 VHT STA의 제1 및 제2 서브채널을 통한 데이터의 전송과 제2 VHT STA의 제1 및 제2 서브채널을 통한 데이터의 전송 과정이, 각각 제1 및 제2 서브채널과 제3 및 제4 서브채널에 걸친 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 프리엠블(Preamble), PLCP Header, 및 Single PPDU(PLCP Protocol Data Unit)로 표시되어 있다.
이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 복수의 VHT STA 또는 VHT STA과 레거시 STA이 결합 채널 전체를 사용하여 데이터 등을 전송할 수가 있다. 그리고 CTS 프레임에 사용할 서브채널의 리스트를 포함시키는 본 발명의 실시예에 의하면, 복수의 VHT STA들로부터의 요청이 있는 경우에, 제반 사정을 고려하여 각 서브채널을 사용할 VHT STA을 적응적으로 결정할 수가 있다. 따라서 본 실시예에 의하면, 데이터 등의 전송에 있어서 채널의 이용 효율을 향상시킬 수가 있다.
이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 보여주기 위한 예시적인 것으로서, 상기 실시예에의 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호 범위는 후술하는 본 발명의 특허청구범위에 의하여 특정된다.
도 1은 DCF를 포함하는 IEEE 802.11 MAC 아키텍쳐를 보여 주는 다이어그램이다.
도 2는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 3은 각각 독자적인 라디오 인터페이스를 갖는 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 갖는 초고처리율(Very High Throughput, VHT) 시스템에 적용될 수 있는 프로토콜의 일례인 다중-라디오 통합 프로토콜(Multi-radio Unification Protocol, MUP)에 대한 블록 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 채널 접속 메커니즘을 보여 주는 다이어그램이다.

Claims (16)

  1. 무선랜에서 통신 방법에 있어서,
    제1 스테이션이 제2 스테이션으로부터 복수의 서브채널을 통해 복수의RTS(Request To Send) 프레임을 수신하되, 상기 복수의 RTS 프레임 각각은 상기 복수의 서브채널 각각을 통해 수신되고, 상기 복수의 서브채널 각각은 20MHz 대역폭을 가지며;
    상기 제1 스테이션의 NAV(network allocation vector)가 아이들함을 가리키면, 상기 복수의 서브채널 중 복수의 아이들 서브채널을 결정하고;
    상기 제1 스테이션이 상기 제2 스테이션으로 상기 복수의 아이들 서브채널을 통해 상기 복수의 RTS 프레임에 대한 응답인 복수의 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하는 것;을 포함하되,
    상기 복수의 CTS 프레임 각각은 상기 복수의 아이들 서브채널 각각을 통해 전송되고,
    상기 복수의 아이들 서브채널의 수는 상기 복수의 서브채널의 수와 같거나 작고,
    상기 복수의 CTS 프레임 각각은 상기 복수의 CTS 프레임 전부가 전송되는 상기 복수의 아이들 서브채널의 모두를 지시하는 채널 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 스테이션의 NAV가 아이들함을 가리키지 않으면, 상기 제1 스테이션은 CTS 프레임으로 응답하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 CTS 프레임 각각은 프리앰블과 PPDU(physical layer convergence procedure protocol data unit)를 포함하고,
    상기 프리앰블에 상기 채널 정보가 포함되는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  4. 무선랜에서 스테이션에 있어서,
    트랜시버(transceiver); 및
    상기 트랜시버와 기능적으로 연결된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    대상 스테이션으로부터 복수의 서브채널을 통해 복수의 RTS(Request To Send) 프레임을 수신하되, 상기 복수의 RTS 프레임 각각은 상기 복수의 서브채널 각각을 통해 수신되고, 상기 복수의 서브채널 각각은 20MHz 대역폭을 가지며;
    상기 스테이션의 NAV(network allocation vector)가 아이들함을 가리키면, 상기 복수의 서브채널 중 복수의 아이들 서브채널을 결정하고;
    상기 대상 스테이션으로 상기 복수의 아이들 서브채널을 통해 상기 복수의 RTS 프레임에 대한 응답인 복수의 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송하되,
    상기 복수의 CTS 프레임 각각은 상기 복수의 아이들 서브채널 각각을 통해 전송되고,
    상기 복수의 아이들 서브채널의 수는 상기 복수의 서브채널의 수와 같거나 작고,
    상기 복수의 CTS 프레임 각각은 상기 복수의 CTS 프레임 전부가 전송되는 상기 복수의 아이들 서브채널의 모두를 지시하는 채널 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션.
  5. 무선랜에서 통신 방법에 있어서,
    제2 스테이션이 제1 스테이션으로 복수의 서브채널을 통해 복수의RTS(Request To Send) 프레임을 전송하되, 상기 복수의 RTS 프레임 각각은 상기 복수의 서브채널 각각을 통해 전송되고, 상기 복수의 서브채널 각각은 20MHz 대역폭을 가지며;
    상기 제2 스테이션이 상기 제1 스테이션으로부터 적어도 하나의 아이들 서브채널을 통해 상기 복수의 RTS 프레임에 대한 응답인 적어도 하나의 CTS(Clear To Send) 프레임을 수신하는 것;을 포함하되,
    상기 적어도 하나의 CTS 프레임 각각은 상기 적어도 하나의 아이들 서브채널 각각을 통해 수신되고,
    상기 적어도 하나의 CTS 프레임 각각은 복수의 CTS 프레임 전부가 전송되는 복수의 아이들 서브채널의 모두를 지시하는 채널 정보를 포함하고,
    상기 복수의 아이들 서브채널의 수는 상기 복수의 서브채널의 수와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 통신 방법.
  6. 무선랜에서 스테이션에 있어서,
    트랜시버(transceiver); 및
    상기 트랜시버와 기능적으로 연결된 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    대상 스테이션으로 복수의 서브채널을 통해 복수의 RTS(Request To Send) 프레임을 전송하되, 상기 복수의 RTS 프레임 각각은 상기 복수의 서브채널 각각을 통해 전송되고, 상기 복수의 서브채널 각각은 20MHz 대역폭을 가지며;
    상기 대상 스테이션으로부터 적어도 하나의 아이들 서브채널을 통해 상기 복수의 RTS 프레임에 대한 응답인 적어도 하나의 CTS(Clear To Send) 프레임을 수신하되,
    상기 적어도 하나의 CTS 프레임 각각은 상기 적어도 하나의 아이들 서브채널 각각을 통해 수신되고,
    상기 적어도 하나의 CTS 프레임 각각은 복수의 CTS 프레임 전부가 전송되는 복수의 아이들 서브채널의 모두를 지시하는 채널 정보를 포함하고,
    상기 복수의 아이들 서브채널의 수는 상기 복수의 서브채널의 수와 같거나 작은 것을 특징으로 하는 스테이션.
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