JP2017521944A - 無線lanシステムにおける広帯域チャネル接続方法及びそのための装置 - Google Patents

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Abstract

この文書は無線LANシステムにおいて広帯域チャネル接続を効率的に遂行するためのバックオフ手順及びそのための装置に関するものである。このために、ステーションは複数のチャネルのそれぞれでCCA(Clear Channel Assessment)動作を遂行し、複数のチャネルの中で一つ以上のチャネルが使われていなく、前記一つ以上のチャネルが自分のステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送に用いられない場合、前記一つ以上のチャネルでバックオフ手順を進行又は再進行することを特徴とする。前記バックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合、ステーションは前記一つ以上のチャネルを介してフレームを送信することができる。【選択図】 図8

Description

以下の説明は無線LANシステムにおいて広帯域チャネル接続を効率的に遂行するためのバックオフ手順及びそのための装置に関するものである。
無線LAN技術に対する標準はIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11標準として開発されている。IEEE 802.11a及びbは2.4GHz又は5GHzで無兔許帯域(unlicensed band)を用い、IEEE 802.11bは11Mbpsの伝送速度を提供し、IEEE 802.11aは54Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11gは2.4GHzで直交周波数分割多重化(Orthogonal frequency−division multiplexing、OFDM)を適用して54Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11nは多重入出力OFDM(multiple input multiple output−OFDM、MIMO−OFDM)を適用して、4個の空間的なストリーム(spatial stream)に対して300Mbpsの伝送速度を提供する。IEEE 802.11nではチャネル帯域幅(channel bandwidth)を40MHzまで支援し、この場合には600Mbpsの伝送速度を提供する。
前述した無線LAN標準は最大160MHz帯域幅を用い、8個の空間ストリームを支援して最大1Gbit/sの速度を支援するIEEE 802.11ac標準を経て、IEEE 802.11ax標準化に対する論議がなされている。
前述した無線LAN標準化過程で、IEEE 802.11acでは広帯域チャネルを提供するために、主(Primary)/補助(Secondary)チャネル概念を導入した。すなわち、広帯域のチャネルを提供するために、複数の20MHzチャネルを同時に用いることができるように構成し、これらチャネルの一つのチャネルを主チャネルとして構成する方式を用いる。
しかし、前述したような主チャネル及び補助チャネルでの動作を単純化するために、主チャネルに限ってCCA(Clear Channel Assessment)を遂行し、NAV(Network Allocation Vector)を調節することによって空間効率性が低下する問題が発生する。
したがって、前述したように、本発明はこのような問題を解決するために、無線LANシステムにおいて広帯域チャネル接続を効率的に遂行するためのバックオフ手順及びそのための装置を提供しようとする。
前述したような課題を解決するための本発明の一態様では、無線LAN(WLAN)システムにおいてステーション(STA)が複数のチャネルを活用してフレームを送信する方法であって、前記複数のチャネルのそれぞれでCCA(Clear Channel Assessment)動作を遂行し、前記複数のチャネルの中で一つ以上のチャネルが使われていなく、前記一つ以上のチャネルが前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送に用いられない場合、前記一つ以上のチャネルでバックオフ手順を進行又は再進行し、前記バックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合、前記一つ以上のチャネルを介してフレームを送信する、フレーム送信方法を提案する。
ここで、前記複数のチャネルは主チャネル(Primary Channel)及び一つ以上の補助チャネル(Secondary Channel)を含み、前記バックオフ手順を進行又は再進行する一つ以上のチャネルは前記主チャネル及び前記一つ以上の補助チャネルを含むことができる。
また、前記複数のチャネルの中で主チャネル又は補助チャネルを介してフレームが受信された場合、前記フレームが受信された主チャネル又は補助チャネルのそれぞれに対してNAV値を設定又は更新することができる。
一方、前記ステーションの物理階層エンティティは、前記主チャネルと重ならない前記補助チャネルを介してフレームが受信される場合、MAC階層エンティティに受信ベクター(RXVECTOR)プリミティブを発行することができ、前記受信ベクタープリミティブは前記複数のチャネルの全てに対するチャネルリストを含むことが好ましい。
前記複数のチャネルの中で主チャネルが他のBSSフレームの伝送に用いられる場合、前記複数のチャネルの中で一つ以上の補助チャネルに対して前記バックオフ手順を進行又は再進行することができる。
また、前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送であるかの判定は、前記ステーションの物理階層エンティティが該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して行うことができる。前記ステーションの物理階層エンティティが該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して前記ステーションのBSS内のフレーム伝送であるかを確認することができない場合、前記該当のフレームは前記ステーションのBSS内のフレーム伝送と見なすことが好ましい。
また、前記複数のチャネルの中で、前記バックオフ手順の進行中にフレーム伝送に使われたチャネルは、前記バックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合に行われるフレーム伝送に用いられないように設定することが好ましい。
前記ステーションはAP(Access Point)ステーション又は非APステーションであってもよい。
一方、前述したような課題を解決するための本発明の他の態様では、無線LAN(WLAN)システムにおいて複数のチャネルを活用してフレームを送信するように構成されるステーション(STA)装置であって、前記複数のチャネルのそれぞれでCCA(Clear Channel Assessment)動作を遂行し、前記複数のチャネルの一つ以上のチャネルが使われていなく、前記一つ以上のチャネルが前記ステーション装置のBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送に用いられない場合、前記一つ以上のチャネルでバックオフ手順を進行又は再進行するように構成されるプロセッサ;及び前記プロセッサと連結され、前記プロセッサのバックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合、前記一つ以上のチャネルを介してフレームを送信するように構成される送受信機(transceiver)を含む、ステーション装置を提案する。
前記プロセッサは物理階層エンティティ及びMAC(Medium Access Control)階層エンティティを含み、前記ステーションの物理階層エンティティは前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送であるかの判定を該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して行うことができる。
また、前記物理階層エンティティは、主チャネルと重ならない補助チャネルを介してフレームが受信される場合、前記MAC階層エンティティに受信ベクター(RXVECTOR)プリミティブを発行することができ、前記受信ベクタープリミティブは前記複数のチャネルの全てに対するチャネルリストを含むことができる。
前記ステーション装置はAP(Access Point)ステーション又は非APステーションとして動作するように構成されることができる。
前述したような本発明によると、高帯域幅を有するチャネルを活用しながらも無線リソースの効率性を向上させることができ、実施形態によってデータ伝送エラーを防止することができる。
無線LANシステムの構成の一例を示した図である。 無線LANシステムの構成の他の例を示した図である。 無線LANシステムにおけるDCFメカニズムを説明するための図である。 前述したようなRTS/CTSフレームを用いて動作する方法を具体的に説明するための図である。 主チャネル及び補助チャネルの概念を説明するための図である。 主チャネル及び補助チャネルの概念を用いて同じ周波数領域でネットワークが共存する方式を説明するための図である。 主チャネルにだけCCA手順及びNAV設定が適用される場合の問題を具体的に説明するための図である。 本発明の一実施形態によって複数のチャネルを用いてフレームを送信する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態によって多重使用者接続方式が適用される場合を説明するための図である。 本発明の一実施形態によって多重使用者接続方式が適用される場合を説明するための図である。 本発明の一実施形態によってバックオフ手順の進行中にbusyであったチャネルの処理について説明するための図である。 本発明の他の一実施形態によって代替主チャネルを設定する方式を説明するための図である。 レガシーシステムにおいてPIFS媒体接続方式を説明するための図である。 主チャネルにだけNAV設定がなされる場合の問題を説明するための図である。 本発明の一実施形態によって補助チャネルに対してもNAV設定を行う場合を説明するための図である。 本発明による方法を具現するための装置を説明するための図である。
以下、本発明による好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。添付図面に基づいて以下に開示される詳細な説明は本発明の例示的な実施形態を説明しようとするもので、本発明の実施可能な唯一の実施形態を示そうとするものではない。
以下の詳細な説明は本発明の完全な理解を提供するために具体的な詳細事項を含む。しかし、当業者は本発明がこのような具体的詳細事項なしにも実施可能であることが分かる。場合によって、本発明の概念があいまいになることを避けるために公知の構造及び装置は省略するか、それぞれの構造及び装置の核心機能を中心とするブロック図の形式で示す。
前述したように、以下の説明は無線LANシステムにおいて広帯域を有するチャネルを効率的に活用するための方法及びそのための装置に関するものである。このために、まず本発明が適用される無線LANシステムについて具体的に説明する。
図1は無線LANシステムの構成の一例を示した図である。
図1に示したように、無線LANシステムは一つ以上の基本サービスセット(Basic Service Set、BSS)を含む。BSSは成功的に同期化して互いに通信することができるステーション(Station、STA)の集合である。
STAは媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)と無線媒体に対する物理階層(Physical Layer)インターフェースを含む論理個体であって、アクセスポイント(access point、AP)と非AP STA(Non−AP Station)を含む。STAのうち、使用者が操作する携帯用端末はNon−AP STAであって、単にSTAと言うときはNon−AP STAを示すこともある。Non−AP STAは、端末(terminal)、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit、WTRU)、使用者装備(User Equipment、UE)、移動局(Mobile Station、MS)、携帯用端末(Mobile Terminal)、又は移動加入者ユニット(Mobile Subscriber Unit)などの他の名称とも呼ばれることができる。
そして、APは自分に結合されたSTA(Associated Station)に無線媒体を介して分配システム(Distribution System、DS)への接続を提供する個体である。APは、集中制御器、基地局(Base Station、BS)、Node−B、BTS(Base Transceiver System)、又はサイト制御器などと呼ばれることもできる。
BSSはインフラストラクチャー(infrastructure)BSSと独立的(Independent)BSS(IBSS)に区分することができる。
図1に示したBBSはIBSSである。IBSSはAPを含んでいないBSSを意味し、APを含んでいないので、DSへの接続が許されなくて自己完結的ネットワーク(self−contained network)を成す。
図2は無線LANシステムの構成の他の例を示した図である。
図2に示したBSSはインフラストラクチャーBSSである。インフラストラクチャーBSSは一つ以上のSTA及びAPを含む。インフラストラクチャーBSSにおいて、非AP STAの間の通信はAPを介してなされることが原則であるが、非AP STAの間に直接リンク(link)が設定された場合には、非AP STAの間で直接通信も可能である。
図2に示したように、複数のインフラストラクチャーBSSはDSを介して互いに連結されることができる。DSを介して連結された複数のBSSを拡張サービスセット(Extended Service Set、ESS)と言う。ESSに含まれるSTAは互いに通信することができ、同じESS内で非AP STAは切れなしに通信しながら一つのBSSから他のBSSに移動することができる。
DSは複数のAPを連結するメカニズム(mechanism)であって、必ずしもネットワークである必要はなく、所定の分配サービスを提供することができる限り、その形態に対しては何らの制限がない。例えば、DSはメッシュ(mesh)ネットワークのような無線ネットワークであってもよく、APを互いに連結する物理的な構造物であってもよい。
以上に基づいて無線LANシステムにおける衝突検出技術について説明する。
前述したように、無線環境では多様な要素がチャネルに影響を与えるため、送信端が正確に衝突検出を遂行することができない問題がある。それで、802.11ではCSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance)メカニズムであるDCF(distributed coordination function)を導入した。
図3は無線LANシステムにおけるDCFメカニズムを説明するための図である。
DCF(distributed coordination function)は、送信すべきデータがあるSTAがデータを送信する前に特定の期間(例えば、DIFS:DCF inter−frame space)の間に媒体をセンシングするCCA(clear channel assessment)を遂行する。この際、時媒体がアイドル(idle)であれば(使用可能の場合)STAはその媒体を介して信号を送信することが可能である。ところが、媒体がビジー(busy)である場合(使用不可の場合)は、既に多くのSTAがその媒体を使うために待機しているという仮定の下でDIFSに、さらにランダムバックオフ周期(random backoff period)だけ待った後、データを送信することができる。この際、ランダムバックオフ周期は衝突を回避することができるようにする。これはデータを送信するための多くのSTAが存在すると仮定するとき、各STAは確率的に相異なるバックオフ間隔値を有することになり、結局相異なる伝送タイムを有することになるからである。一つのSTAが送信を始めれば、他のSTAはその媒体を使うことができなくなる。
ランダムバックオフ時間とプロシージャについて簡単に説明すると次のようである。
特定の媒体がビジー(busy)からアイドル(idle)に変われば、多くのSTAはデータを送信するために準備し始める。この際、衝突を最小化させるために、データを送信しようとするSTAはそれぞれランダムバックオフカウントを選択し、そのスロット時間だけ待つ。ランダムバックオフカウントは疑似ランダム整数(pseudo−random integer)値であり、[0 CW]の範囲で均一に分布された値の一つを選択することになる。CWは‘contention window’を意味する。
CWパラメータは初期値としてCWmin値を取るが、伝送が失敗すれば、値を2倍に増やすことになる。例えば、送信したデータフレームに対するACK応答を受けなかったとすれば衝突が発生したと見なすことができる。CW値がCWmax値を有すれば、データ伝送が成功するまでCWmax値を維持するようにし、データ伝送が成功すれば、CWmin値に再設定することになる。この際、CW、CWmin、CWmaxは具現と動作の便宜のために
を維持するようにすることが好ましい。
一方、ランダムバックオフ手順が始まれば、STAは[0 CW]の範囲内でランダムバックオフカウントを選択した後、バックオフスロットがカウントダウンされているうちに続けて媒体をモニタリングすることになる。その間に媒体がビジー(busy)状態になればカウントダウンを止めていて、媒体が再びアイドル(idle)になれば残りのバックオフスロットのカウントダウンを再開する。
図3を参照すると、多くのSTAが送信したいデータがあるとき、STA3の場合、DIFSの分だけ媒体がアイドル(idle)であったので、すぐにデータフレームを送信し、残りのSTAはその媒体がアイドル(idle)になることを待つ。しばらく媒体がビジー(busy)状態であったので、多くのSTAがその媒体を使う機会を待っているであろう。それで、各STAはランダムバックオフカウントを選択することになる。図3は、この時に最小のバックオフカウントを選択することになったSTA2がデータフレームを送信することを示す。
STA2の伝送が終わった後、媒体は再びアイドル(idle)状態になり、STAは止まったバックオフ間隔に対するカウントダウンを再開する。図3は、STA2の次に小さいランダムバックオフカウント値を有し、媒体がビジー(busy)であるとき、しばらくカウントダウンを止めたSTA5が残りのバックオフスロットを全部カウントダウンしてからデータフレームの伝送を始めたが、偶然にSTA4のランダムバックオフカウント値と重なって衝突が発生したことを示す。この際、二つのSTAデータ伝送後に皆ACK応答を受けることができないから、CWを2倍に増やしてからまたランダムバックオフカウント値を選択することになる。
CSMA/CAの最も基本はキャリアセンシングである。端末機はDCF媒体のビジー/アイドル(busy/idle)を判断するために物理キャリアセンシングと仮想キャリアセンシングを使うことができる。物理キャリアセンシングはPHY(physical layer)端でなされ、(energy detection)やプリアンブル検出(preamble detection)によってなされる。例えば、受信端での電圧レベルを測定するかプリアンブルが読み取られたと判断されれば、媒体がビジー(busy)状態であると判断することができる。仮想キャリアセンシングはNAV(network allocation vector)を設定して他のSTAがデータを送信することができないようにするもので、MACヘッダーの持続期間フィールド(Duration field)の値によってなされる。一方、衝突の可能性を減らすためにロバスト衝突検出メカニズム(robust collision detect mechanism)を導入した。このために、RTS/CTSフレームを用いる動作を提案した。
図4は前述したようなRTS/CTSフレームを用いて動作する方法を具体的に説明するための図である。
図4で、送信端STAはDIFF(Distributed IFS)後に信号を送信する受信端STAにRTSフレームを送信することができる。このRTSフレームを受信した受信端STAはSIFS(Short IFS)後にCTSを送信端STAに送信することができる。受信端STAからCTSを受信した送信端STAはSIFS後に、図4に示したように、データを送信することができる。データを受信した受信端STAはSIFS後に受信されたデータに対してACK応答を送信することができる。
一方、前述した送受信端STA以外の隣りのSTAの中で送信端STAのRTS/CTSを受信したSTAはRTS/CTSの受信有無によって媒体のビジー(busy)状態を判断し、これによってNAV(network allocation vector)を設定することができる。NAV期間が終了すれば、DIFS後に図3を参照して前述したような衝突解決のための過程を遂行することができる。
以下では、前述したようなCCA動作及びNAV設定が主チャネルに限定される場合の問題を説明する。
図5は主チャネル及び補助チャネルの概念を説明するための図である。
802.11acでは、広帯域チャネルを提供するために、図5に示したように、主チャネル及び補助チャネルの概念を導入した。一般に、主チャネルは自分の固有な帯域幅を持ってフレームを送信するチャネルを、補助チャネルは主チャネルと一緒にチャネル帯域幅を確張するためのチャネルを示す。
図5の例示的なシステムにおいて、20MHz帯域でフレームを送信するためには、20MHzの主チャネルであるチャネル60番を用いることができる。仮に、40MHzフレームを40MHz主チャネルに送信する場合、図5のチャネル60及び64は共にidleにならなければならない。
図5の主チャネルと補助チャネルの関係は下記の表1のようにまとめることができる。
図5は例示的なチャネル構成を示すもので、20MHzチャネル最大9個まで支援されることができる。
図6は主チャネル及び補助チャネルの概念を用いて同じ周波数領域でネットワークが共存する方式を説明するための図である。
図5に基づいて前述した主チャネル及び補助チャネルの概念を導入した理由の一つは、図6に示したように、複数のネットワークが同じ周波数領域を共有することが容易になるようにする点である。種々の器機とデータレートに対する要求によって最大160MHzチャネルを用いて最大速度を支援するように設計されたネットワークであってもいつも該当チャネルの最大容量を使わない。
したがって、主チャネルが互いにオーバーラップしない場合、同じ周波数帯域を共有するように設計することが効率的であり、図6では例示的にそれぞれの帯域幅で主チャネルを異にする二つのネットワークが共存する形態を例示的に示した。
図7は主チャネルにだけCCA手順及びNAV設定が適用される場合の問題を具体的に説明するための図である。
前述したように、広帯域チャネル(例えば、40、80、160MHzチャネル)は主チャネル及び一つ以上の補助チャネルを含み、前述したようなネットワークの共存を具現するために、NAV設定及びバックオフ手順は主チャネルに限って遂行して来た。
ただ、前述したようにNAV設定及びバックオフ手順の調整が主チャネルに限られて行われる場合、図6のようなネットワーク共存に有利な面があるが、図7に示したように主チャネルがbusyである場合、idleな補助チャネルがあるにもかかわらず、これを活用することができない場合が発生し得る。すなわち、図7に示したように主チャネルがbusyである場合、補助チャネルに共存するネットワークがなくてもidleな補助チャネルが伝送に活用できない欠点が発生する。
このような問題はリソース活用の効率性を低下させることができ、特に多様な帯域幅及びチャネルを用いるAPが重なって配置される高密度無線LAN環境でのリソース効率性を低下させることができる。
したがって、本発明の一実施形態では、主チャネル及び補助チャネルの両方でそれぞれCCA手順を行うことを提案し、以下で例示的な図面に基づいてこれを説明する。
図8は本発明の一実施形態によって複数のチャネルを用いてフレームを送信する方法を説明するための図である。
本実施形態では、前述したように主チャネルだけではなく補助チャネルでもCCA手順を遂行することができる。仮に、STAが送信すべきフレームが発生した場合、該当STAはそれぞれのチャネルに対してCCA手順を遂行することができる。
仮に、idleなチャネルがないか自分のBSS内のPPDU伝送ある場合、バックオフ手順は中断される。この場合、STAはidleなチャネルが発見されるまでCCA手順を続行することができる。
仮に、一つ以上のidleなチャネルあり、自分のBSSに属するPPDU伝送がない場合、バックオフ手順が進行し始めるか、中断されたバックオフ手順が再進行することができる。
図8では、チャネル1〜4がいずれもbusy状態からidle状態になる場合、AIFS以後からバックオフ手順がバックオフタイマー値が6に設定されることによって開始される場合を示し、チャネル1〜4がbusyに変わる場合、進行中のバックオフ手順が中止されることを示している。このように中止されたバックオフ手順は再びチャネルがidleになる場合に再開することができる。
一方、バックオフカウント値が0に至った場合、仮に自分のBSS PPDUがない場合、STAはバックオフカウント値が0に至る以前のPIFSの間にidleなチャネルを介してフレームを送信することができる。図8の例では、中断されたバックオフ手順が再開してバックオフカウント値が0である場合、主チャネルに他のBSSのPPDUがある場合であっても補助チャネルを介してSTA1にフレームを送信することを示している。
前述した実施形態で、PPDUが自分のBSSのPPDUであるか、他のBSSのPPDUであるかを判定する方法は次のようである。
まず、STAの物理階層HE PLCPヘッダー(例えば、HE SIG)を介して該当PPDUが自分のBSSのものであるかが分かる。例えば、STAからAPへの上りリンクの場合(例えば、UL指示子=1又はグループID=0)IDが自分のBSSのPBSSIDにマッピングされるかによって分かり、APからSTAへの下りリンクの場合(例えば、UL指示子=0又はグループID=63)COLORフィールド値が自分のBSSのCOLORフィールド値と一致するかによって分かる。さらに他の方法によると、MAC PDUがデコードされたとき、MAC headerのaddress情報が自分のBSSIDと一致するか否かによって、自分のBSSのPPDUであるか否かが分かる。
このような事項を確認した物理階層は、MAC階層に(1)PHY−CCA.indication(Busy,channel−list,BSS Info)、PHY−RXSTART.indication、PHY−RXEND.indication、PHY−DATA.indicationなどを介して知らせることができ、また(2)My BSS info(0)=my BSS、My BSS Info(1)=other BSSのような方式で知らせることもできる。
仮に、物理階層によって前述したような方式で該当のPPDUが自分のBSSのPPDUであるかを確認することができない場合(例えば、プリアンブル検出ができないがエネルギーが検出された場合、HE−SIG CRCエラーが発生した場合、non−HE/HT PPDUである場合など)、BSS情報は自分のBSSに設定することが好ましい。
一方、本発明の一実施形態では、全てのチャネル(主チャネル及び補助チャネルを含む)に対してNAVを設定又は更新することを提案し、これによりSTAはNAVが0でない値に設定されたチャネルを使わないように設定することを提案する。
物理階層は主20MHzチャネルと重ならないnon−HT PPDUに対応してPHY−RXSTART.indicationを発生することができる。この時、物理階層はMAC階層に発行するPHY−RXSTART.indication(RXVECTOR)プリミティブにチャネルリスト値を含むことができる。例えば、チャネルリスト値はPrimary、Secondary、Secondary40、Secondary80であってもよい。
MAC階層はPHY−RXSTART.indicationを物理階層から受信するかA−MPDUを成功的にデコードした場合、これによって各チャネルにNAVを設定するか更新することができる。
図9及び図10は本発明の一実施形態によって多重使用者接続方式が適用される場合を説明するための図である。
図9に示したように、DL OFDMAにおいてAPはフレームを複数のSTAに同時に相異なるidleチャネルを介して送信することができる。このような点に鑑み、図10では、主チャネルが他のBSSのPPDUによってbusyの場合であっても複数の補助チャネルを介してフレームを送信することができ、この時、複数のSTAに相異なる補助チャネルを用いてフレームを送信することを示している。
図9及び図10ではAPからSTA方向へのDL MU接続方式を例として説明したが、このような方式はSTAからAPへのUL MU接続方式にも用いることができる。
図11は本発明の一実施形態によってバックオフ手順の進行中にbusyであったチャネルの処理について説明するための図である。
図11に示したように、本発明の好適な一実施形態では、それぞれのチャネルで皆CCAを行ってバックオフ手順を遂行し、バックオフ手順の進行中に他のBSSのPPDUによる場合であってもbusyとして検出されたチャネルはバックオフカウント値が0に至った場合であると言っても該当のチャネルを介してフレームを送信しないように設定することを提案する。バックオフ手順の進行中にbusyであったチャネルの場合、進行中のバックオフ手順を経なかったから衝突危険が高いからである。
図12は本発明の他の一実施形態によって代替主チャネルを設定する方式を説明するための図である。
本実施形態では、レガシーシステム(例えば、802.11n/ac)と同様に主チャネル/補助チャネルの構造をそのまま維持することができる。一方、本実施形態では、APがSTAに代替主チャネルについての情報をビーコン/プローブ応答メッセージを介して送信することを提案する。
仮に、主チャネルがbusyで、主チャネルでの伝送が他のBSSの伝送の場合、代替主チャネルでバックオフ手順が遂行され、代替主チャネルが伝送に用いられることができる。この場合、関連のEDCAパラメータ(すなわち、バックオフタイマー、CW)は保存され、EDCAパラメータは代替主チャネルのバックオフ手順のために複製されることができる。このように複製されたEDCAパラメータを介して、バックオフ手順は代替主チャネルで再開することもできる。
AP/STAは、バックオフカウンターが0に至る場合、PIFSの間にidleなチャネルを介してフレームを送信することができる。仮に、代替主チャネルを介しての伝送が失敗する場合(例えば、ACK/NACKが受信されない場合)、バックオフ手順は主チャネルで保存されたCW[AC]及びバックオフタイマー値を持って再開することもできる。
仮に、主チャネルが自分のBSSの伝送によってbusyである場合、バックオフ手順は中断されることが好ましい。
一方、以下では、本発明の一実施形態によって全ての補助チャネルでNAVを設定する方式についてより具体的に説明する。
図13はレガシーシステムにおけるPIFS媒体接続方式を説明するための図である。
広帯域チャネル(例えば、40、80、160MHzチャネル)は、前述したように、主チャネル及び補助チャネルを含んでなる。レガシーシステムにおいては、前述したように、主チャネルに対してだけNAV及びバックオフ手順が調整されて来た。レガシーシステムにおいても補助チャネルに対してCCAを遂行するが、バックオフカウント値が0に至った時、媒体がPIFSの間にidleな場合、対応する補助チャネルは使用可能なものと見なされ、送信のために用いられることができる。
該当のSTAに向かわないCTSが補助チャネルを介して受信された場合であっても、STAは該当の補助チャネルのためにNAVを設定しない。すなわち、物理階層は20MHz主チャネルと重ならないPPDUに対応してPHY−RXSTART.indicationプリミティブを発行しない。
図14は主チャネルにだけNAV設定がなされる場合の問題を説明するための図である。
図13に関連してPIFS媒体接続方式を用いる場合、たびたびSTAの伝送に影響を与えることができる。例えば、図14で、STA1はAP1に、かつSTA2はAP2に連結されていると仮定する。STA2はAP1と相互間の信号を聞くことができる場合を仮定する。なお、AP1及びSTA1はCH1、CH2、CH3及びCH4を用い、CH1が主チャネルであると仮定する。また、AP2及びSTA2はCH3及びCH4を用い、CH3が主チャネルであると仮定する。
このような状況で、AP2はSTA2にRTSを送信することができ、STA2はAP2にCTSを送信して応答することができる。図14に示したように、このCTSはAP1にもCH3及びCH4を介して受信できる。
レガシーシステムのように主チャネルに対してだけNAV設定がなされる場合、前述した場合にもCH3及びCH4がPIFSの間にidleであるため、AP1はSTA1にCH3及びCH4を介してフレームを送信することができる。このような伝送はSTA2の伝送エラーを誘発することができる。
図15は本発明の一実施形態によって補助チャネルに対してもNAV設定を遂行する場合を説明するための図である。
前述した問題を解決するための本実施形態において、STAはMAC PDUが成功的にデコードされる場合、全ての補助チャネルに対してNAVを設定し、受信されたMPDUに基づいて各NAVを更新することを提案する。このために、物理階層は20MHz主チャネルと重ならないチャネルにshort non−HT PPDUが受信されることに対応してPHY−RXSTART.indicationプリミティブを発生することができる。Short non−HT PPDUはCTSフレームの大きさ以下の大きさを有することができ、これはL_SIGフィールドによって計算されることができる。物理階層はMAC階層に発行するPHY−RXSTART.indication(RXVECTOR)プリミティブにチャネルリスト値を含ませることができ、チャネルリスト値は、Primary、Secondary、Secondary40、Secondary80であってもよい。
MAC階層は物理階層からPHY−RXSTART.indicationプリミティブを受信し、A−MPDU/MPDUが成功的にデコードされた場合、それぞれの補助チャネルに対してNAVを設定又は更新することができる。
本実施形態によるSTAは、バックオフカウント値が0に至った時、チャネルがPIFSの間にidleであったとしてもNAVが0でない値を有するチャネルを介してフレームを送信しないように設定されることができる。
図15で、AP1は補助チャネルであるCH3及びCH4に対してもSTA2のCTS受信によって設定されたNAVを介してCH3及びCH4へのデータ送信を遂行しなく、これにより、図14に示したような問題を防止することができる。
図16は前述したような方法を具現するための装置を説明するための図である。
図16の無線装置800は、前述した説明の特定のSTA、そして無線装置850は前述した説明のAPに対応することができる。
STA800は、プロセッサ810、メモリ820、送受信部830を含むことができ、AP850は、プロセッサ860、メモリ870及び送受信部880を含むことができる。送受信部830及び880は、無線信号を送信/受信し、IEEE 802.11/3GPPなどの物理的階層で実行されることができる。プロセッサ810及び860は物理階層及び/又はMAC階層で実行され、送受信部830及び880に連結されている。プロセッサ810及び860は前述したUL MUスケジューリング手順を遂行することができる。
プロセッサ810及び860及び/又は送受信部830及び880は特定の集積回路(application−specific integrated circuit、ASIC)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータプロセッサを含むことができる。メモリ820及び870はROM(read−only memory)、RAM(random access memory)、フラッシュメモリー、メモリカード、記憶媒体及び/又は他の記憶ユニットを含むことができる。一実施例がソフトウェアによって実行されるとき、前述した方法は前述した機能を果たすモジュール(例えば、プロセス、機能)によって実行されることができる。前記モジュールはメモリ820、870に記憶されることができ、プロセッサ810、860によって実行されることができる。前記メモリ820、870は前記プロセッサ810、860の内部又は外部に配置されることができ、よく知られた手段を介して前記プロセッサ810、860に連結されることができる。
前述したように開示した本発明の好適な実施形態についての詳細な説明は当業者が本発明を具現して実施することができるように提供された。前記では本発明の好適な実施形態に基づいて説明したが、当該技術分野の熟練した当業者は前述した説明から本発明を多様に修正及び変更することができることを理解することが可能であろう。よって、本発明はこれに開示した実施形態に制限されるものではなく、ここに開示した原理及び新規の特徴と一致する最広の範囲を付与しようとするものである。
前述したような本発明はIEEE 802.11に基づく無線LANシステムに適用されるものを仮定して説明したが、これに限定される必要はない。本発明はフクスのチャネルを用いて広帯域のチャネルを介して通信することが必要な多様な無線システムに同じ方式で適用されることができる。

Claims (13)

  1. 無線LAN(WLAN)システムにおいてステーション(STA)が複数のチャネルを活用してフレームを送信する方法であって、
    前記複数のチャネルのそれぞれでCCA(Clear Channel Assessment)動作を遂行し、
    前記複数のチャネルの中で一つ以上のチャネルが使われていなく、前記一つ以上のチャネルが前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送に用いられない場合、前記一つ以上のチャネルでバックオフ手順を進行又は再進行し、
    前記バックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合、前記一つ以上のチャネルを介してフレームを送信する、フレーム送信方法。
  2. 前記複数のチャネルは主チャネル(Primary Channel)及び一つ以上の補助チャネル(Secondary Channel)を含み、
    前記バックオフ手順を進行又は再進行する一つ以上のチャネルは前記主チャネル及び前記一つ以上の補助チャネルを含む、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  3. 前記複数のチャネルの中で主チャネル又は補助チャネルを介してフレームが受信された場合、前記フレームが受信された主チャネル又は補助チャネルのそれぞれに対してNAV値を設定又は更新する、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  4. 前記ステーションの物理階層エンティティは、前記主チャネルと重ならない前記補助チャネルを介してフレームが受信される場合、MAC階層エンティティに受信ベクター(RXVECTOR)プリミティブを発行し、
    前記受信ベクタープリミティブは前記複数のチャネルの全てに対するチャネルリストを含む、請求項3に記載のフレーム送信方法。
  5. 前記複数のチャネルの中で主チャネルが他のBSSフレームの伝送に用いられる場合、前記複数のチャネルの中で一つ以上の補助チャネルに対して前記バックオフ手順を進行又は再進行する、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  6. 前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送であるかの判定は、前記ステーションの物理階層エンティティが該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して行う、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  7. 前記ステーションの物理階層エンティティが該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して前記ステーションのBSS内のフレーム伝送であるかを確認することができない場合、前記該当のフレームは前記ステーションのBSS内のフレーム伝送と見なす、請求項6に記載のフレーム送信方法。
  8. 前記複数のチャネルの中で、前記バックオフ手順の進行中にフレーム伝送に使われたチャネルは、前記バックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合に行われるフレーム伝送に用いられないように設定する、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  9. 前記ステーションはAP(Access Point)ステーション又は非APステーションである、請求項1に記載のフレーム送信方法。
  10. 無線LAN(WLAN)システムにおいて複数のチャネルを活用してフレームを送信するように構成されるステーション(STA)装置であって、
    前記複数のチャネルのそれぞれでCCA(Clear Channel Assessment)動作を遂行し、前記複数のチャネルの一つ以上のチャネルが使われていなく、前記一つ以上のチャネルが前記ステーション装置のBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送に用いられない場合、前記一つ以上のチャネルでバックオフ手順を進行又は再進行するように構成されるプロセッサ;及び
    前記プロセッサと連結され、前記プロセッサのバックオフ手順によってバックオフカウント値が0になる場合、前記一つ以上のチャネルを介してフレームを送信するように構成される送受信機(transceiver)を含む、ステーション装置。
  11. 前記プロセッサは物理階層エンティティ及びMAC(Medium Access Control)階層エンティティを含み、
    前記ステーションの物理階層エンティティは前記ステーションのBSS(Basic Service Set)内のフレーム伝送であるかの判定を該当のフレームのHE SIGフィールドを確認して行う、請求項10に記載のステーション装置。
  12. 前記プロセッサは物理階層エンティティ及びMAC(Medium Access Control)階層エンティティを含み、
    前記物理階層エンティティは、主チャネルと重ならない補助チャネルを介してフレームが受信される場合、前記MAC階層エンティティに受信ベクター(RXVECTOR)プリミティブを発行し、
    前記受信ベクタープリミティブは前記複数のチャネルの全てに対するチャネルリストを含む、請求項10に記載のステーション装置。
  13. 前記ステーション装置はAP(Access Point)ステーション又は非APステーションとして動作するように構成される、請求項10に記載のステーション装置。
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