本明細書で使用される用語は、本発明での機能を考慮してできる限り現在広く使用されている一般的な用語を選択したが、これは当分野に携わる技術者の意図、慣例または新たな技術の出現などによって異なり得る。また、特定場合は出願人が任意に選定した用語もあり、この場合は該当する発明の説明部分でその意味を記載する。よって、本明細書で使用される用語は、単純な用語の名称ではなくその用語が有する実質的な意味と本明細書全般にわたる内容に基づいて解析すべきであることを明らかにする。
明細書全体において、ある構成が他の構成と「連結」されているとする際、これは「直接連結」されている場合だけでなく、その中間に他の構成要素を挟んで「電気的に連結」されている場合も含む。また、ある構成が特定構成要素を「含む」という際、これは特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素を更に含むことを意味する。これに加えて、特定臨界値を基準に「以上」または「以下」という限定事項は、実施例によってそれぞれ「超過」または「未満」に適宜代替される。
本出願は大韓民国登録特許第10−2014−0107321号、第10−2014−0170812号、及び第10−2015−0035308号に基づいた優先権を主張しており、優先権の基礎となる前記各出願に述べられた実施例及び記載事項は、本出願の詳細な説明に含まれるものとする。
図1は、本発明の一実施例による無線LANシステムを示す図である。無線LANシステムは一つまたはそれ以上のベーシックサービスセット(Basic Service Set、BSS)を含むが、BSSとは無事に同期化を果たして互いに通信し得る機器の集合を示す。一般に、BSSはインフラストラクチャBSS(infrastructure BSS)と独立BSS(Independent BSS、IBSS)に区分されるが、図1はこのうちインフラストラクチャBSSを示している。
図1に示したように、インフラストラクチャBSSBSS1、BSS2は、一つまたはそれ以上のステーションSTA1、STA2、STA3、STA4、STA5、分配サービス(Distribution Service)を提供するステーションであるアクセスポイントPCP/AP−1、PCP/AP−2、及び多数のアクセスポイントPCP/AP−1、PCP/AP−2を連結する分配システム(Distribution System, SD)を含む。
ステーション(station、STA)はIEEE 802.11標準の基底に従う媒体接続制御(Medium Access Control、 MAC)と無線媒体に対する物理層(Physical Layer)インタフェースを含む任意のディバイスであって、広い意味では非アクセスポイント(non−AP)だけでなくアクセスポイント(AP)も含む。また、本明細書において、「端末」はnon−AP STAまたはAPを指すか、両者を全て指す用語として使用される。無線通信のためのステーションはプロセッサ(Processor)と送受信部(transmit/receive unit)を含み、実施例によってユーザインタフェース部とディスプレーユニットなどを更に含む。プロセッサは無線ネットワークによって伝送するフレームを生成するか、または前記無線ネットワークによって受信されたフレームを処理し、その他にもステーションを制御するための多様な処理をする。そして、送受信部は前記プロセッサと機能的に連結されており、ステーションのために無線ネットワークを介してフレームを送受信する。
アクセスポイント(Access Point、AP)は自らに結合されたステーションのために無線媒体を経由して分配システムDSに対する接続を提供する個体である。インフラストラクチャBSSにおいて、非APステーション間の通信はAPを経由して行われることが原則であるが、ダイレクトリンクが設定された場合には非APステーション間での直接通信が可能になる。一方、本発明において、APはPCP(Personal BSS Coordination Point)を含むがねとして使用され、広い意味では集中制御器、基地局(Base Station、GS)、ノードB、BTS(Base Transceiver System)、またはサイト制御器などの概念を全て含む。
複数のインフラストラクチャBSSは分配システムを介して相互連結される。この際、分配システム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)とする。
図2は、本発明の他の実施例による無線LANシステムである独立BSSを示す図である。図2の実施例において、図1の実施例と同じであるか相応する部分は重複する説明は省略する。
図2に示したBSS3は独立BSSであってAPを含まないため、全てのステーションSTA6、STA7がAPと接続されない状態である。独立BSSは分配システムとして接続が許容されず、自己完備的ネットワーク(self−contained network)を成す。独立BSSにおいて、それぞれのステーションSTA6、STA7はダイレクトで互いに連結される。
図3は、本発明の一実施例によるステーション100の構成を示すブロック図である。
図示したように、本発明の実施例によるステーション100は、プロセッサ110、送受信部120、ユーザインタフェース140、ディスプレーユニット150、及びメモリ160を含む。
まず、送受信部120は無線LANパケットなどの無線信号を送受信し、ステーション100に内装されているか外装として備われる。実施例によると、送受信部120は互いに異なる周波数バンドを利用する少なくとも一つの送受信モジュールを含む。例えば、前記送受信部120は2.4GHz、5GHz及び50GHzなどの互いに異なる周波数バンドの送受信モジュールを含む。一実施例によると、ステーション100は6GHz以上の周波数バンドを利用する送受信モジュールと、6GHz以下の周波数バンドを利用する送受信モジュールを備える。それぞれの送受信モジュールは該当送受信モジュールが支援する周波数バンドの無線LAN規格によってAPまたは外部ステーションと無線通信を行う。送受信部120はステーション100の性能及び要求事項によって一度に一つの送受信モジュールのみを動作させるか、同時に多数の送受信モジュールを共に動作させる。ステーション100が複数の送受信モジュールを備える場合、各相受信モジュールはそれぞれ独立した形態に備えられてもよく、複数のモジュールが一つのチップに統合されて備えられてもよい。
次に、ユーザインタフェース部140はステーション100に備えられて多様な形態の入出力手段を含む。つまり、ユーザインタフェース部140は多様な入力手段を利用してユーザの入力を受信し、プロセッサ110は受信されたユーザ入力に基づいてステーション100を制御する。また、ユーザインタフェース部140は多様な出力手段を利用してプロセッサ110の命令に基づいて出力を行う。
次に、ディスプレーユニット150はディスプレー画面にイメージを出力する。前記ディスプレーユニット150はプロセッサ110によって行われるコンテンツまたはプロセッサ110の制御命令に基づいたユーザインタフェースなどの多様なディスプレーオブジェクトを出力する。また、メモリ140はステーション110で使用される制御プログラム及びそれによる各種データを貯蔵する。このような制御プログラムにはステーション100がAPまたは外部ステーションと接続を行うが、必要な接続プログラムが含まれる。
本発明のプロセッサ110は多様な命令またはプログラムを行い、ステーション100内部のデータをプロセスする。また、前記プロセッサ110は上述したステーション100の各ユニットを制御し、ユニット間のデータ送受信を制御する。本発明の実施例によると、プロセッサ110は、メモリ160に貯蔵されたAPとの接続のためのプログラムを実行し、APが伝送した通信設定メッセージを受信する。また、プロセッサ110は通信設定メッセージに含まれたステーション100の優先条件に関する情報を判読し、ステーション100の優先条件に関する情報に基づいてAPに対する接続を要請する。本発明のプロセッサ110はステーション100のメインコントロールユニットを指してもよく、実施例によってはステーション100の一部構成、例えば、送受信部120などを個別的に制御するためのコントロールユニットを指してもよい。プロセッサ110は本発明の実施例によるステーション100の無線信号送受信の各種動作を制御する。これに対する具体的な実施例は後述する。
図3に示したステーション100は本発明の一実施例によるブロック図であって、分離して示したブロックはディバイスのエレメントを論理的に区別して示したものである。よって、上述したディバイスのエレメントは、ディバイスの設計によって一つのチップまたは複数のチップで装着される。例えば、前記プロセッサ110及び送受信部120は一つのチップに統合されて具現されてもよく、別途のチップで具現されてもよい。また、本発明の実施例において、前記ステーション100の一部構成、例えばユーザインタフェース部140及びディスプレーユニット150などはステーション100に選択的に備えられる。
図4は、本発明の一実施例によるAP200の構成を示すブロック図である。
図示したように、本発明の一実施例によるAP200はプロセッサ210、送受信部220及びメモリ260を含む。図4において、AP200の構成のうち図3のステーション100の構成と同じであるか相応する部分に対しては重複した説明は省略する。
図4を参照すると、本発明によるAP200は少なくとも一つの周波数バンドでBSSを運営するための送受信部220を備える。図3の実施例で説明したように、前記AP200の送受信部220も互いに異なる周波数バンドを利用する複数の送受信モジュールを含む。つまり、本発明の実施例によるAP200は互いに異なる周波数バンド、例えば2.4GHz、5GHz、60GHzのうち2つ以上の送受信モジュールを共に備える。好ましくは、AP200は6GHz以上の周波数バンドを利用する送受信モジュールと、6GHz以下の周波数バンドを利用する送受信モジュールを備える。それぞれの送受信モジュールは該当送受信モジュールが支援する周波数バンドの無線LAN規格に従ってステーションと無線通信を行う。前記送受信部220はAP200の性能及び要求事項に応じて一度に一つの送受信モジュールのみを動作させるか、同時に多数の送受信モジュールを共に動作させてもよい。
次に、メモリ260はAP200で使用される制御プログラム及びそれによる各種データを貯蔵する。このような制御プログラムにはステーションの接続を管理する管理プログラムが含まれる。また、プロセッサ210はAP200の各ユニットを制御し、ユニット間のデータ送受信を制御する。本発明の実施例によると、プロセッサ210はメモリ260に貯蔵されたステーションとの接続のためのプログラムを実行し、一つ以上のステーションに対する通信設定メッセージを伝送する。この際、通信設定メッセージには各ステーションの接続優先条件に関する情報が含まれる。また、プロセッサ210はステーションの接続要請に応じて接続設定を行う。プロセッサ210は本発明の実施例によるAP200の無線信号送受信の各種動作を制御する。これに対する具体的な実施例は後述する。
図5は、無線LAN通信で使用されるCSMA/CA方法を示す図である。
無線LAN通信を行う端末は、データを伝送する前にキャリアセンシング(Carrier Sensing)を行ってチャネルが占有状態(busy)であるのか否かをチェックする。もし、一定強度以上の無線信号が感知されれば、該当チャネルが占有状態であると判別され、前記端末は該当チャネルに対するアクセスを遅延する。このような過程をクリアチャネル割り当て(Clear Channel Assesment、CCA)といい、該当信号感知有無を決定するレベルをCCA臨界値(CCA threshold)という。もし端末に受信されたCCA臨界値以上の無線信号が該当端末を受信者とする場合、端末は受信された無線信号を処理する。一方、該当チャネルで無線信号が感知されないか、CCA臨界値より小さい強度の無線信号が感知される場合、前記チャネルは遊休状態(idle)であると判別される。
チャネルが遊休状態であると判別されれば、伝送するデータがある各端末は各端末の状況によるIFS(InterFrame Space)、例えば、AIFS(Arbitration IFS)、PIFS(PCF IFS)などの時間の後にバックオフ手順を行う。実施例によって、前記AIFSは従来のDIFS(DCF IFS)を代替する構成として使用される。各端末は該当端末に割り当てられた乱数(random number)だけのスロットタイムを前記チャネルの遊休状態の間隔(interval)の間に減少させながら待機し、スロットタイムを全て消尽した端末が該当チャネルに対するアクセスを試みるようになる。このように、各端末がバックオフ手順を行う区間を競争ウィンドウ区間という。
もし、特定端末が前記チャネルに無事にアクセスすれば、該当端末は前記チャネルを介してデータを伝送する。しかし、アクセスを試みた端末が他の端末と衝突すると、衝突された端末はそれぞれ新たな乱数を割り当てられて更にバックオフ手順を行う。一実施例によると、各端末に新たに割り当てられる乱数は該当端末が以前に割り当てられた乱数範囲(競争ウィンドウ、CW)の2倍の範囲(2*CW)内で決定される。一方、各端末は次の競争ウィンドウ区間で更にバックオフ手順を行ってアクセスを試みるが、この際、各端末は以前の競争ウィンドウ区間で残ってしまったスロットタイムからバックオフ手順を行う。このような方法で、無線LAN通信を行う各端末は特定チャネルに対する相互間の衝突を回避する。
図6は、CCA技法を利用した無線通信方式の一実施例を示す図である。
無線通信、例えば無線LAN通信では、CCAを介してチャネルの占有可否を感知する。この際、使用されるCCA方法としてはシグナルディテクション(Signal Detection、SD)方法、エネルギーディテクション(Energy Detection、ED)方法、コリレーションディテクション(Correlation Detection、CD)方法などがある。
まず、シグナルディティションCCA−SDは、無線LAN(つまり、802.11)フレームのプリアンブル(preamble)の信号強度を測定する方法である。この方法は安定的な信号検出が可能な一方、プリアンブルが存在するフレームの初期部分でのみ動作するという短所がある。一実施例によると、シグナルディテクションは広帯域無線LANにおいて主チャネル(Primary Channel)に対するCCAに使用される。次に、エネルギーディテクションCCA_EDは、特定臨界値以上に受信される全ての信号エネルギーを感知する方法である。この方法は、正常にプリアンブルが感知されない無線信号、例えばブルートゥス、ジグビーなどの信号を感知するのに使用される。また、前記方法は信号を続けて追跡せずに、副チャネル(secondary channel)でのCCAに使用されてもよい。一方、コリレーションディテクションCCA−CDは、無線LANフレームの中間においても信号レベルを感知する方法であって、無線LAN信号が周期的なOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)信号の反復パターンを有するということを利用する。つまり、コリレーションディテクション方法は、任意の時間の間に無線LANデータを受信した後、OFDM信号シンボルの反復パターンに対する信号強度を検出する。
本発明の実施例によると、各CCA方法に対する予め設定されたCCA臨界値を利用してチャネルに対する端末のアクセスを制御してもよい。図6の実施例によると、CCA−ED臨界値10はエネルギーディテクションを行うためにあらかじめ設定された臨界値を示し、CCA−SD臨界値30はシグナルディテクションを行うために予め設定された臨界値を示す。また、受信感度(RX Sensitivity)50は端末が無線信号を複合化し得る最小限の信号強度を示す。実施例によると、前記受信感度50は端末の性能及び設定などによってCCA−SD臨界値30と同じであるか低いレベルに設定される。また、CCA−ED臨界値10はCCA−SD臨界値30よりは高いレベルに設定される。例えば、CCA−ED臨界値10は−63dBMに、CCA−SD臨界値30は−82dBmにそれぞれ設定される。ただし、本発明はこれに限らず、CCA−ED臨界値10及びCCA−SD臨界値30は種チャネルに対する臨界値であるのか否か、CCAを行うチャネルの帯域幅などにそれぞれ異なるように設定される。
図6の実施例によると、各端末は受信された無線信号の信号強度(RX Received Signal Strengh Indicator、RS RSSI)を測定し、測定された受信信号強度と前記設定された各CCA臨界値の比較結果に基づいてチャネル状態を判別する。
まず、特定チャネルで受信された受信感度50以上の無線信号350がCCA−SD臨界値30以下の受信信号強度(RX RSSI)を有する場合、該当チャネルは遊休状態であると判別される。よって、受信された信号は端末で処理されるか保護されず、図5で説明した方法などによって各端末は該当チャネルに対するアクセスを試みる。
もし、CCA−SD臨界値30以上の受信強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号330が特定チャネルで受信された場合、該当チャネルは占有状態であると判断される。よって、該当信号を受信した端末はチャネルに対するアクセスを遅延する。一実施例によると、端末は受信された無線信号のプリアンブル部分の信号パターンを利用して該当信号が無線LAN信号であるのか否かを判別する。図6の実施例によると、各端末は該当端末と同じBSSの無線LAN信号だけでなく、他のBSSの無線LAN信号が受信された場合でも、チャネルが占有状態であると判別する。
一方、CCA−ED臨界値10以上の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線信号310が特定チャネルから受信される場合、該当チャネルは占有状態であると判別される。この際、端末は無線LAN信号ではなく他の種類の無線信号が受信される場合でも、該当信号の受信信号強度がCCA−ED臨界値10以上であれば該当チャネルが占有状態であると判別する。よって、該当信号を受信した端末はチャネルに対するアクセスを遅延する。
図7は、重畳BSS(Overlapping BSS、OBSS)環境の一例を示す図である。図7において、AP−1が運営するBSS−1ではステーション1STA−1とステーション2STA−2AP−1と結合され(associated)ており、AP−2が運営するBSS−2ではステーション3STA−3とステーション4STA−4がAP−2と結合されている。図7の重畳BSS環境ではBSS−1とBSS−2の通信カバレッジの少なくとも一部が重畳されている。
図7に示したように、STA−3がAP−2にアップロードデータを伝送する場合、持続的に周辺に位置したBSS−1のSTA−2を干渉する可能性がある。この際、BSS−1及びBSS−2が同じ周波数帯域(例えば、2.4GHz、5GHzなど)及び同じ主チャネルを使用しながら発生する干渉を同一チャネル干渉(Co−Channel Interference、CCI)という。また、BSS−1とBSS−2が隣接した主チャネルを使用しながら発生する干渉を隣接チャネル干渉(Adjacent Channel Interference、ACI)という。前記CCIまたはACIは、STA−2とSTA−3の距離によってSTA−2のCCA臨界値(例えば、CCA−SD臨界値)より高い信号強度で受信される。もし、このような干渉がCCA臨界値より高い強度でSTA−2で受信される場合、STA−2は該当チャネルが占有状態であると認識してAP−1のアップロードデータ伝送を遅延するようになる。しかし、STA−2とSTA−3は互いに異なるBSSに属しているステーションであるため、STA−2のCCA臨界値を上げるとSTA−2とSTA−3がそれぞれ同時にAP−1及びAP−2にアップロードを行えるようになり、空間的再使用の効果が上げられる。
一方、図7におけるBSS−2内のSTA−3のアップデータ伝送は同じBSS−2に属しているSTA−4をも干渉するようになる。この際、STA−4のCCA臨界値をSTA−2と同じく上げると、同じBSSに属するSTA−3とSTA−4が同時にAP−2にアップロードデータを伝送するようになって衝突が発生する恐れがある。よって、任意の干渉に対するCCA臨界値を上げるためには、該当干渉が同じBSSに属する信号によって誘発されたのか、または他のBSSに属する信号によって誘発されたのかを判別する必要がある。このために、各端末は無線LAN信号のBSS識別子、またはBSSを区別し得るその他の異なる形態の情報を確認すべきである。また、このようなBSS情報の確認は、CCA過程が行われる短い時間内に行われることが好ましい。
図8乃至図13は、本発明によるCCA方法の多様な実施例を示す図である。図8乃至図13の実施例において、陰影で示された領域は端末によって受信されたが無視される、つまり、保護されない無線信号を示す。言い換えると、陰影で示された領域に当たる無線信号が受信されると、端末は該当チャネルが遊休状態であると判別する。一方、陰影で示されていない領域に当たる無線信号が受信されると、端末は該当チャネルが占有状態であると判別する。この際、受信強度(RX Sensitivity)は端末の性能及び設定などによってCCA−SD臨界値と同じであるか低いレベルに設定される。また、CCA−ED臨界値はCCA−SD臨界値より高いレベルに設定される。後述する各実施例におけるチャネルの占有可否判別の結果に基づいて、図5で説明した個別プロセスが行われる。
図8乃至図10の各実施例において、端末は受信された無線信号の受信信号強度(RX RSSI)を測定し、該当信号が無線LAN信号であるのか否かを判別する。もし受信された信号が後述する多様な実施例によってBSS識別子情報を有する無線LAN信号であれば、端末は該当信号からBSS識別子情報を抽出し、抽出したBSS識別子情報が該当端末のBSS識別子情報と同じであるのか否かを判別する。
まず、図8の実施例によると、受信された無線信号が端末のBSS識別子情報と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいて該当信号に対するCCA臨界値が決定される。本発明の実施例において、端末のBSS識別子情報とは、該当端末に割り当てられたBSS識別子情報であって、該当端末がnon−AP STAであれば該当端末が結合した、または結合しようとするAPの識別子情報(例えば、APのMACアドレス)またはこれの縮約された情報を示す。この際、端末はAPからBSS識別子情報を受信し、受信されたBSS識別子情報は端末に貯蔵される。
図8を参照すると、受信された特定チャネルの無線信号が受信感度50以上であってCCA−SD臨界値30以下の受信信号共同(RX RSSI)を有する無線LAN信号であれば、該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいてチャネルの繊維可否が判別される。もし、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と異なれば(つまり、OBSS無線LAN信号452であれば)、該当チャネルは遊休状態であると判別される。しかし、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであれば(つまり、MYBSS無線LAN信号454であれば)、該当チャネルは占有状態であると判別される。
一方、受信された特定チャネルの無線信号がCCA−SD臨界値30とCCA−ED臨界値10の間の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号430であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。この際、無線LAN信号430を受信した端末は、該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号である場合だけでなく、他のBSS識別子情報を有する無線LAN信号である場合でも信号が受信されたチャネルを占有状態であると判別する。
エネルギーディテクション過程において、端末に受信された特定チャネルの無線信号がCCA−ED臨界値10以上の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線信号410であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。上述したように、端末は無線LAN信号ではなく他の種類の無線信号が受信された場合でも、無線信号の受信信号強度(RX RSSI)がCCA−ED臨界値10以上であれば該当チャネルが占有状態であると判別する。
このように、図8の実施例によると、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値は、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値と互いに異なるレベルを有する。一実施例によると、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値は、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値より高いレベルに設定される。図8の実施例によると、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に対するCCA臨界値では予め設定されたCCA−SD臨界値30が適用され、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号に対するCCA臨界値では端末の受信感度50レベルが適用される。
図9及び図10は、BSS識別子情報を利用したCCA方法の他の実施例を示す図である。図9及び図10の実施例において、図8の実施例と同じであるか相応する部分は重複された説明は省略する。
まず、図9の実施例によると、受信された無線信号が端末のBSS識別子情報と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいて該当信号に対するCCA臨界値が決定される。
図9を参照すると、受信された特定チャネルの無線信号の受信信号強度(RXRSSI)の受信感度50以上であってCCA−SD臨界値40以下であれば、該当チャネルは遊休状態であると判別される。この際、端末は受信された信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号454である場合、及び他の異なる識別子情報を有する無線LAN信号452である場合両方に対し、該当信号が受信されたチャネルを遊休状態であると判別する。
しかし、受信された特定チャネルの無線信号が第1CCA−SD臨界値40と第2CCA−SD臨界値20の間の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号であれば、該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいてチャネルの占有可否が判別される。もし、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なれば(つまり、OBSS無線LAN信号442であれば)、該当チャネルは遊休状態であると判別される。しかし、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであれば(つまり、MYBSS無線LAN信号444であれば)、該当チャネルは占有状態であると判別される。
図9の実施例において、第2CCA−SD臨界値20は端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に対するシグナルディテクションを行うためのものであって、第1CCA−SD臨界値40より大きく、CCA−ED臨界値より小さいか同じレベルに設定される。
一方、受信された特定チャネルの無線信号が第2CCA−SD臨界値20と第2CCA−ED臨界値10の間の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号420であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。この際、無線LAN信号420を受信した端末は該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号である場合だけでなく、他のBSS識別子情報を有する無線LAN信号である場合でも該当信号が受信されたチャネルを占有状態であると判別する。
エネルギーディテクション過程において、端末に受信された特定チャネルの無線信号がCCA−ED臨界値10以上の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線信号410であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。上述したように、端末は無線LAN信号ではなく他の種類の無線信号が受信された場合でも、無線信号の受信信号強度(RX RSSI)がCCA−ED臨界値10以上であれば該当チャネルが占有状態であると判別する。
このように、図9の実施例によると、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値は、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に適用されるCCA臨界値と互いに異なるレベルを有する。つまり、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号に対するCCA臨界値としては、予め設定された第1CCA−SD臨界値40が適用され、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号に対するCCA臨界値としてはめ設定された第2CCA−SD臨界値20が適用される。ここで、第2CCA−SD臨界値20は第1CCA−SD臨界値40より高く、CCA−ED臨界値より低いか同じレベルに設定される。
次に、図10の実施例によると、受信された特定チャネルの無線信号の受信信号強度(RXRSSI)の受信感度50以上であれば、該当信号が該当端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいてシグナルディテクションが行われる。
シグナアルディテクション過程において、端末に受信された無線信号の受信信号強度(RX RSSI)が受信感度50以上で、端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号453であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。しかし、受信された無線信号の受信信号強度(RX RSSI)が受信感度50以上であって、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号451であれば、該当チャネルは遊休状態であると判別される。
一方、エネルギーディテクション過程において、端末に受信された無線信号がCCA−ED臨界値10以上の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線信号410であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。端末は該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに関わらず、更に該当信号が無線LAN信号であるのか否かに関わらず、該当チャネルが占有状態であると判別する。よって、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号がCCA−ED臨界値10より高いレベルで受信されれば、エネルギーディテクション過程によって該当チャネルは占有状態であると判別される。
このように、図10の実施例によると、シグナルディテクション過程において、端末は別途の設定されたCCA−SD臨界値を使用せず、受信された無線信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいてチャネルの占有可否を判別する。但し、端末はエネルギーディテクションのための予め設定されたCCA−ED臨界値10を使用するため、端末と相異なるBSS識別子情報を有する無線LAN信号との衝突を避けられる。
図11乃至図13は、ノン・レガシー無線LAN情報の獲得可否及びBSS識別子情報を利用したCCA方法の他の実施例を示す図である。図11乃至図13の各実施例において、端末は受信された無線信号の受信信号強度(RX RSSI)を測定し、該当信号が無線LAN信号であるのか否かを判別する。もし、受信された信号が後述する多様な実施例によってBSS識別子情報を有する無線LAN信号であれば、端末は該当信号からBSS識別子情報を抽出し、抽出されたBSS識別子情報が該当端末のBSS識別子情報と同じであるのか否かを判別する。
それだけでなく、端末は受信された無線信号からレガシー無線LAN情報及びノン・レガシー無線LAN情報のうち少なくとも一つを獲得する。これを介し、端末は受信された無線信号がレガシー無線LAN情報のみを含む信号であるのか、それともレガシー無線LAN信号とノン・レガシー無線LAN信号を共に含む信号であるのかを判別する。一実施例によると、端末は受信された無線信号のプリアンブル情報を利用してレガシー無線LAN情報及びノン・レガシー無線LAN情報のうち少なくとも一つを獲得する。無線信号のBSS識別子情報は、該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されればノン・レガシー無線LAN情報から抽出される。しかし、本発明はこれに限らず、後述する多様な実施例によってレガシー無線LAN情報から抽出されてもよい。本発明の一実施例によると、CCAを行うために参照されるBSS識別子情報はノン・レガシー無線LAN情報に含まれる一方、受信された無線信号にはノン・レガシー無線LAN情報が含まれていない可能性がある。つまり、受信された無線信号が本発明の実施例によるCCAを行うために参照されるBSS識別子情報を含まない場合、該当信号から前記BSS識別子情報が抽出されない可能性がある。このような場合、CCAを行うためのBSS識別子情報は予め指定された値に設定される。他の実施例によると、受信された無線信号が本発明の実施例によるBSS識別情報を含まないノン・レガシー無線LAN信号であれば、該当信号の他の情報、例えばPBSSID(Partial BSSID)、PAID(Partial Association ID)、PHY階層ヘッダ情報、特定プリアンブル信号パターンなどを利用して該当信号のBSS識別子情報が推定される。図11乃至図13の実施例において、上述した実施例と同じであるか相応する部分は重複した説明は省略する。
まず、図11を参照すると、受信された特定チャネルの無線信号が受信感度50以上であって第1CCA−SD臨界値40以下の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号であれば、該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに基づいてチャネルの占有可否が判別される。
もし、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なれば(つまり、OBSS無線LAN信号であれば)、該当チャネルは遊休状態であると判別される。この際、OBSS無線LAN信号552は該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されるOBSSノン・レガシー無線LAN信号と、該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されないOBSSレガシー無線LAN信号に区分される。端末はOBSSノン・レガシー無線LAN信号が受信された場合とOBSSレガシー無線LAN信号が受信された場合両方に、該当チャネルが遊休状態であると判別する。
一方、無線信号から抽出されたBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであれば(つまり、MYBSS無線LAN信号であれば)、該当チャネルは占有状態であると判別される。同じく、MYBSS無線LAN信号2は該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されるMYBSSノン・レガシー無線LAN信号558と、該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されないMYBSSレガシー無線LAN信号556に区分される。端末はMYBSSノン・レガシー無線LAN信号558が受信された場合とMYBSSレガシー無線LAN信号556が受信された場合両方に、該当チャネルが占有状態であると判別する。
一方、受信された特定チャネルの無線信号が第1CCA−SD臨界値40と第2CCA−SD臨界値20の間の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号であれば、該当信号がノン・レガシー無線LAN情報を含むか否か及び端末と同じBSS識別子情報を有するか否かに基づいてチャネルの占有可否が判別される。一実施例によると、第1CCA−SD臨界値40はレガシー端末に適用されるCCA−SD臨界値と同じレベルに設定され、第2CCA−SD臨界値20は第1CCA−SD臨界値40より高くCCA−ED臨界値より低いか同じレベルに設定される。
もし、無線LAN信号においてノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なれば(つまり、ノン・レガシーOBSS信号542であれば)、該当チャネルは遊休状態であると判別される。しかし、その他の場合、つまり、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されないか(つまり、レガシー信号)、該当信号のBSS識別子情報と同じであれば(つまり、MYBSS信号)、該当チャネルは占有状態であると判別される。より詳しくは、チャネルが占有状態であると判別させる場合としては、i)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されず、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合(つまり、ノン・レガシーOBSS信号544である場合)、ii)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されず、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じである場合(つまり、レガシーMYBSS信号546である場合)、及びiii)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じである場合(つまり、ノン・レガシーMYBSS信号548である場合)がある。
つまり、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されなければ該当チャネルが占有状態であると判別されるが、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されれば該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであるのか否かに基づいてチャネル占有可否が判別される。よって、本発明の実施例によると、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得される際には、無線信号のBSS識別子情報に基づいて該当チャネルの占有可否が判別される。一実施例によると、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されなければ、本発明のCCAを行うために参照されるBSS識別子情報が該当信号から抽出されない可能性がある。この際、端末は該当信号からBSS識別子情報が抽出されるのか否かに関わらず、チャネルが占有状態であると判別する。
このようなシグナルディテクション過程は、受信された無線信号のプリアンブルを参照して行われる。一実施例によると、シグナルディテクションでチャネルが占有状態であると判別されると、保護中の無線信号を受信している間に受信信号強度(RX RSSI)が第1CCA−SD臨界値40以下に落ちても、端末は無線信号のフレーム伝送時間の間にチャネルにアクセスしなくてもよい。
一方、受信された特定チャネルの無線信号が第2CCA−SD臨界値20とCCA−ED臨界値10の間の無線LAN信号520であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。この際、無線LAN信号520を受信した端末は、該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されるのか否かに関わらず、更に該当信号が端末と同じBSS識別子情報を有する無線LAN信号であるのか否かに関わらず、該当信号が受信されたチャネルを占有状態であると判別する。
エネルギーディテクション過程において、端末に受信された特定チャネルの無線信号がCCA−ED臨界値10以上の無線信号510であれば、該当チャネルは占有状態であると判別される。上述したように、端末は無線LAN信号ではなく他の種類の無線信号が受信された場合でも、無線信号の受信信号強度(RX RSSI)がCCA−ED臨界値10以上であれば該当チャネルが占有状態であると判別する。
次に、図12の実施例によると、受信された特定チャネルの無線信号が受信感度50以上であって第1CCA−SD臨界値40以下の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線LAN信号であれば、該当信号がノン・レガシー無線LAN情報を含むのか否か、及び端末と同じBSS識別子情報を有するのか否かに基づいてチャネルの占有可否が判別される。
もし、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであれば(つまり、ノン・レガシー無線LAN情報MYBSS558信号であれば)、該当チャネルは占有状態であると判別される。しかし、その他の場合、つまり、無線信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なるか(つまり、OBSS信号)、該当信号からであれば)、該当信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されなければ(つまり、レガシー信号)、該当チャネルは遊休状態であると判別される。より詳しくは、チャネルが遊休状態として判別される場合としては、i)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合(つまり、OBSS信号552である場合)、ii)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されず、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合(つまり、レガシーOBSS信号554である場合)、及びiii)無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されず、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じである場合(つまり、レガシーMYBSS信号556である場合)がある。
つまり、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されなければ該当チャネルが遊休状態であると判別されるが、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されれば該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じであるのか否かに基づいてチャネル占有可否が判別される。図12の実施例によると、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なれば、予め設定されたCCA臨界値20が該当多ネルのCCAに利用される。しかし、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じである場合、別途のCCA臨界値を設定せずに該当信号が受信感度50以上の受信信号強度を有すれば、該当チャネルが占有状態であると判別される。一実施例によると、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得されない場合、本発明のCCAを行うために参照されるBSS識別子情報が該当信号から抽出されない可能性がある。この際、端末は該当信号からBSS識別子情報が抽出されのか否かにか関わらず、チャネルが遊休状態であると判別する。
図12の実施例によると、CCAを行うために参照されるBSS識別子情報がノン・レガシー無線LAN情報に含まれ、受信された無線LAN信号がこのようなノン・レガシー無線LAN情報を含まない場合でも、効率的なCCAを行うことができる。つまり、受信された無線信号が前記BSS識別子情報が抽出されないレガシー無線信号であれば、該当信号の受信信号強度によって一括に該当チャネルが遊休状態または占有状態であると判別することで、レガシー無線LAN信号のBSS識別子が端末のBSS識別子と実際に同じであるのか否かを判別するのに必要な時間遅延を最小化することができる。つまり、端末は無線信号がノン・レガシー無線LAN信号である場合にのみ、BSS識別子情報を追加的に確認してチャネルの遊休状態/占有状態を判別する。
次に、図13の実施例によると、受信された特定チャネルの無線信号が受信信号強度(RX RSSI)が受信感度50以上であって第1CCA−SD臨界値40以下であれば、該当チャネルは遊休状態であると判別される。この際、端末は受信された信号がノン・レガシー無線LAN情報を含むのか否か、及び端末と同じBSS識別子情報を有するのか否かに関わらず、該当チャネルを遊休状態であると判別する。また、図13の実施例によると、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と同じである場合、第1CCA−SD臨界値40が該当チャネルのCCAに利用される。しかし、無線信号からノン・レガシー無線LAN情報が獲得され、該当信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合、前記第1CCA−SD臨界値40より高いレベルの第2CCA−SD臨界値20が該当チャネルのCCAに利用される。
図13の実施例によると、端末と同じBSS識別子を有する無線LAN信号が受信された場合、該当無線LAN信号がノン・レガシー無線LAN情報を含むのか否かによって互いに異なるCCA臨界値が適用される不平等問題を解消することができる。つまり、レガシーMYBSS信号とノン・レガシーMYBSS信号に対するCCA臨界値を同じく適用することで、レガシー端末とノン・レガシー端末間のチャネル占有に対する衡平性を維持することができる。
一方、図12及び図13の実施例において、第1CCA−SD臨界値40以上の受信信号強度(RX RSSI)を有する無線信号が受信された場合のCCA過程は、上述した図11の実施例と同じく行われる。
図14は、本発明の一実施例による無線LAN信号のフレーム構造を示す図である。図14を参照すると、本発明に一実施例による無線LAN信号は、レガシー端末(例えば、802.11a/gなどの端末0のためのレガシープリアンブル710とノン・レガシー端末(例えば、802.11ax端末)のためのノン・レガシープリアンブル720を含む。まず、レガシープリアンブル710はレガシー端末がデコーディング可能なレガシー無線情報、例えばL−STF、L−LTF、L−SIGフィールドなどを含む。次に、ノン・レガシープリアンブル720はノン・レガシー端末でのみでコーディング可能なノン・レガシー無線LAN情報を含み、前記ノン・レガシー無線LAN情報はレガシー端末ではデコーディングできない。一方、レガシープリアンブル710は実施例によってはノン・レガシー端末がデコーディング可能なノン・レガシー無線LAN情報を少なくとも一部含んでもよい。それだけでなく、ノン・レガシープリアンブル720はレガシープリアンブル710の少なくとも一つのフィールド、例えばL−SIGフィールドの一部または全部が繰り返された(repeated)情報を含んでもよい。
本発明の一実施例によると、CCAを行うために参照されるBSS識別子情報はノン・レガシー無線LAN情報としてノン・レガシープリアンブル720に含まれる。この際、BSS識別子情報はノン・レガシープリアンブル720の予め設定されたビットフィールドから抽出される。一方、本発明の他の実施例によると、BSS識別子情報はレガシープリアンブル710の付加的な情報から抽出される。例えば、レガシープリアンブル710は後述するようにノン・レガシー無線LAN情報を付加的なサブキャリアセットなどを介して含み、BSS識別子情報はレガシープリアンブル710に含まれたノン・レガシー無線LAN情報から獲得される。本発明のまた他の実施例によると、BSS識別子情報はレガシープリアンブル710の予め設定されたビットフィールドから抽出されてもよい。この際、レガシープリアンブル710の予め設定されたビットフィールドはレガシー端末のために設定されたビットフィールドであってもよく、後述するように特定条件下で該当ビットフィールドの値をBSS識別子情報として使用してもよい。
図15は、本発明の一実施例によってBSS識別子情報を示す方法を示す図である。本発明の一実施例によると、BSS識別子情報は図14のノン・レガシープリアンブル720の予め設定されたビットフィールドとして表現される。本発明の一実施例によると、BSS識別子情報は各BSSに割り当てられたBSS識別子の縮約された情報であって、実際のBSS識別子より少ないビットを有する情報である。例えば、特定無線LANシステムにおいて、BSS識別子が24ビット(bits)の情報で表現される場合、BSS識別子情報は1ビット〜23ビットの範囲で予め設定された長さのビットフィールドで表現される。本発明において、BSS識別子情報は実際のBSS識別子を予め設定されたカテゴリで区分した情報であり、BSSカラーとも称される。実際にBSS識別子から縮約されたBSSカラーを獲得する方法としては、BSS識別子の予め設定された位置のビット値の組み合わせを利用する方法、BSS識別子に予め設定されたハッシュ(Hash)関数を適用した結果値を利用する方法などがある。
図15はこれに対する実施例であって、BSS識別子の最後の3つのビット値を利用してBSSカラーを獲得した結果を示している。このように、BSSカラーは実際のBSS識別子より少ない量の情報で無線LAN信号のプリアンブルに含まれるが、これによって各端末は受信された無線LAN信号が該当端末と同じBSS識別子を有する信号であるのか否かを短時間で効率的に判別することができる。このようなBSS識別子はノン・レガシープリアンブルの予め設定されたビットで表現される。
一方、本発明の一実施例によると、ノン・レガシープリアンブル720は繰り返されたL−SIGフィールドを含むが、繰り返されたL−SIGフィールドはレガシープリアンブル710のL−SIGフィールドと少なくとも一部のビットが同じであるように設定される。この際、繰り返されたL−SIGフィールドのうちレガシープリアンブル710のL−SIGフィールドと相異なるビットはBSS識別子情報、システムの帯域幅情報、ノン・レガシー無線LANシステム情報、チャネル情報などを示す。
本発明の追加的な実施例によると、繰り返されたL−SIGフィールドに適用される変調方法を介して追加的な情報が伝送される。つまり、繰り返されたL−SIGフィールドはレガシープリアンブル710のL−SIGフィールドと同じ変調値で表現されてもよく、相反した変調値で表現されてもよい。ここで、相反した変調値はレガシープリアンブル710のL−SIGに伝送される変調シンボルと繰り返されたL−SIG変調シンボル間の位相遷移を介して示され、位相変化量を介して追加的な情報伝送が可能になる。詳しくは、レガシープリアンブル710のL−SIGと繰り返されたL−SIGに(1,1)がかけられて伝送されれば両フィールドのシンボルが同じ位相を有するようになり、(1,−1)がかけられて伝送されれば繰り返されたL−SIGのシンボルとレガシープリアンブル710のシンボルの間に180度の位相遷移が発生するようになる。この際、繰り返されたL−SIGフィールドがレガシープリアンブル710のL−SIGフィールドと同じ変調値で表現されるのか否かによってノン・レガシー無線LAN情報に対する特定フラッグ情報が決定されるが、例えばノン・レガシープリアンブルのSIG−Aフィールドが可変長さであるのか否か、ノン・レガシープリアンブルにSIG−Bフィールドが含まれるのか否か、ノン・レガシープリアンブル(またはレガシープリアンブル)の特定ビットフィールドがBSS識別子情報を示すのか否かなどが決定される。
図16及び図17は本発明の他の実施例であって、無線LAN信号の付加的なサブキャリアセットを利用してノン・レガシー無線LAN情報を獲得する方法を示す図である。
まず、図16は無線LAN信号のレガシープリアンブルで使用されるサブキャリア構成の一例を示す図である。本発明の一実施例によると、ノン・レガシー無線LAN信号のレガシープリアンブルのサブキャリアセットは、レガシー無線LAN信号のサブキャリアセットと同じく構成される。つまり、レガシープリアンブルのサブキャリアセットは、20MHzの帯域幅で4つのパイロットサブキャリアと48個のデータサブキャリアを含む総52個のサブキャリアで構成される。この際、各サブキャリアの番号を−26、−25、…、−2、−1、1、2、…、25、26に設定した場合、−21、−7、7、21の番号を有するサブキャリアはパイロットサブキャリアとして、残りの番号のサブキャリアはデータサブキャリアとして使用される。このようなサブキャリアの基本構成は、レガシー無線LANシステム(例えば、802.11a/g)とノン・レガシー無線LANシステム(例えば、802.11axなど)が共存する環境において、相互間の互換性を維持するために必要である。つまり、レガシー信号だけでなくノン・レガシー無線LAN信号のレガシープリアンブルも図16のようなサブキャリア構成を有するようにすることで、レガシー端末に対する下位互換性を提供することができる。
図17は、ノン・レガシー無線LAN信号で使用されるサブキャリア構成の実施例を示している。端末に使用されるフィルタアンプなどの発展に連れ、ノン・レガシー無線LANシステムでは隣接帯域幅から干渉されずに追加的なサブキャリアを使用することができる。図17を参照すると、本発明の実施例によるノン・レガシー無線LAN信号のサブキャリアは第1サブキャリアセット800と第2サブキャリアセット820を含んで構成される。より詳しくは、第1サブキャリアセット800は図16に示されたレガシー無線LAN信号のサブキャリアセットと同じく構成される。また、第2サブキャリアセット820は第1サブキャリアセット800とは異なるサブキャリアセットであって、一実施例によると第1サブキャリアセット800の上・下位インデックスにそれぞれ2つずつ、総4つの追加されたサブキャリアを含む。図17の実施例によると、ノン・レガシー無線LAN信号はレガシー無線LAN信号と同じ位置及び個数のパイロットサブキャリアを使用するため、従来の48個から4つ増加した52個のデータサブキャリアを使用するようになる。一実施例によると、このようなサブキャリアの構成はノン・レガシー無線LAN信号のレガシープリアンブルパートの後から使用される。ノン・レガシー端末は受信されたノン・レガシー無線LAN信号のノン・レガシープリアンブル及びデータフィールドなどからそれぞれ総56個のサブキャリアを介して獲得する。
本発明の一実施例によると、ノン・レガシープリアンブルに含まれた第2サブキャリアセット820は、BSS識別子情報、システムの帯域幅情報、ノン・レガシー無線LANシステム情報、チャネル情報などを示す。この際、前記第2サブキャリアセット820のパリティチェック(parity check)のための別途のパリティビット(parity bit)がノン・レガシープリアンブルに含まれる。一実施例によると、上述したようにノン・レガシープリアンブルが繰り返されたL−SIGフィールドを含む場合、前記BSS識別子情報、システムの帯域幅情報、ノン・レガシー無線LANシステム情報、チャネル情報などは繰り返されたL−SIGフィールドの第2サブキャリアセット820を介して表現される。
一方、本発明の他の実施例によると、図17のサブキャリアの構成はノン・レガシー無線LAN信号のレガシープリアンブルに拡張適用される。つまり、ノン・レガシー無線LAN信号のレガシープリアンブルは第2サブキャリアセット820を追加に含み、第2サブキャリアセット280を介してノン・レガシー無線LAN情報を伝達する。この際、レガシー端末は第2サブキャリアセット820から情報を獲得できないが、ノン・レガシー端末はレガシープリアンブルの第2サブキャリアセット820から追加的な情報を獲得するようになる。
例えば、レガシープリアンブルに追加的に使用される第2サブキャリアセット820が4つのサブキャリアを含むと仮定すると、該当サブキャリアのインデックス(つまり、サブキャリア番号)は図17のように−28、−27、28、28にそれぞれ設定される。この際、レガシープリアンブルにBPSK変調方式が使用され、第2サブキャリアセットにこれと同じ変調方式が適用されると、総4ビットの情報が追加に伝送される。同じく、第2サブキャリアセットにQPSK変調方式が適用される場合、総8ビットの情報が追加に伝送される。この際、レガシープリアンブルに含まれる第2サブキャリアセットにパリティチェックのためのパリティビットのノン・レガシープリアンブルに含まれる。
本発明の追加的な実施例によると、レガシープリアンブルの第2サブキャリアセット820が示される総ビットのうち一部のみが追加情報伝送用に使用される。例えば、第2サブキャリアセット820はレガシープリアンブルのパリティチェックとの互換性のために一部のビットのみが追加に情報伝送用に使用される。つまり、従来L−SIGで使用されていたパリティビットとの互換のために第2サブキャリアセット820によって追加される情報は偶数のパリティ(even parity)を有するようにし、BPSK変調方式を使用する場合、際2サブキャリアセット820を介して伝達可能な情報は1010、0101、1100、0011、1001、0110、1111、0000の総3ビットの情報である。
他の実施例によると、第2サブキャリアセット820の特定ビットはパリティチェックビットとして使用され、残りのビットは追加の情報伝送のために使用される。例えば、第2サブキャリアセット820の4つのビットのうち3つのビットは追加の情報伝送用に使用され、1つのビットはパリティビットとして使用される。この際、第2サブキャリアセット820のパリティビットは第2サブキャリアセット820によって追加されるビットのためのパリティチェックに使用されてもよく、第2サブキャリアセット820を含むL−SIG全体に対するパリティチェックに使用されてもよい。この場合、レガシー無線LAN信号に対してはL−SIGの従来のパリティビットを活用してパリティチェックを行ってもよく、ノン・レガシー無線LAN信号に対してはL−SIGの従来のパリティビットと第2サブキャリアセット820のパリティビットを共に活用してパリティチェックを行うことで、更に信頼性のあるパリティチェックが可能になる。また、他の実施例によると、第2サブキャリアセット820によって追加されるノン・レガシー無線LAN情報はL−SIGの予備ビット(reserbed bit)を利用してパリティチェックが行われてもよい。
このように、レガシープリアンブルの第2サブキャリアセット820を介してノン・レガシー端末のための追加情報が伝送されると、ノン・レガシー端末は受信された無線LAN信号のレガシープリアンブルでより速く追加の情報を獲得し、これを利用して初期接続遅延や不必要なプリアンブル、ヘッダ及びパケットなどの検出を減らすのに使用することができる。また、本発明の実施例によると、ノン・レガシー端末はレガシープリアンブルの第2サブキャリアセット820からノン・レガシー無線LAN情報を獲得するが、この際、獲得されるノン・レガシー無線LAN情報には上述したBSS識別子情報、システムの帯域幅情報、ノン・レガシー無線LANシステム情報、チャネル情報などが含まれる。ノン・レガシー端末は受信された無線LAN信号のレガシープリアンブルで第2サブキャリアセット820が獲得された場合、該当無線LAN信号がノン・レガシー無線LAN情報を含むことを認知する。
図17の実施例では、第2サブキャリアセット820に4つの追加的なデータサブキャリアが含まれる実施例に対して述べたが、本発明はこれに限らず、これとは異なる他の個数のサブキャリアが第2サブキャリアセット820に含まれてもよい。また、図17の実施例では、無線LAN信号の帯域幅が20MHzである際のみならず、40MHz、80MHz及び160MHzなどの他の帯域幅が使用される際にも適用される。
図18は本発明のまた他の実施例であって、レガシープリアンブルの予め設定されたビットフィールドを利用してノン・レガシー無線LAN情報を示す方法を示す図である。
本発明の追加的な実施例によると、特定条件でレガシープリアンブルの予め設定されたビットフィールドからノン・レガシー無線LAN情報が抽出される。図18はこれに対する一実施例であって、レガシープリアンブルのL−SIGに含まれたレート(Rate)ビットフィードを示している。図示したように、従来のレガシープリアンブルにおいて、Rateビットフィールドのうち4番目のビットは常に1に設定されている。よって、Rateビットフィールドのうち前の3つのビット値を介してレガシー無線LAN信号のデータ率、変調方式及び符号率に関する情報が獲得される。よって、本発明の実施例によると、Rateビットフィールドの4番目のビット値に基づいて該当Rateビットフィールドがノン・レガシー無線LAN情報を示すのか否かを決定することができる。つまり、Rateビットフィールドの4番目のビットが1の値を有する場合、該当Rateビットフィールドは従来の情報、つまり、データ率、変調方式及び符号率を示す。しかし、Rateビットフィールドの4番目のビット0の値を有する場合、該当Rateビットフィールドはノン・レガシー無線LAN情報を示す。
Rateビットフィールドがノン・レガシー無線LAN情報を含むと判別される場合、図18に例示したように、該当Rateビットフィールドの前の3つのビット値からBSS識別子情報が抽出される。しかし、本発明はこれに限らず、Rateビットフィールドからノン・レガシー無線LAN信号の帯域幅情報、チャネル情報、結合識別子(Association Identifier、AID)などのノン・レガシー無線LAN情報が抽出されてもよい。この際、ノン・レガシー端末のための実際のRate情報はノン・レガシープリアンブルを介して伝送される。一方、Rateビットフィールドがノン・レガシー無線LAN情報を含む場合でも、レガシー端末はこれをRate情報として解析する。このような状況のために、L−SIGの長さ(length)フィールドを適宜設定することで、レガシー端末は他の端末の伝送のために伝送遅延が必要な際、他の端末パケットのL−SIG長さ情報を利用して伝送遅延(NAV設定など)を行う。より詳しくは、レガシープリアンブルの長さフィールドは伝送データの大きさ(byte数)を示すため、Rateビットフィールドの変調及び符号化方式(Modulation and Coding Scheme、MCS)を基盤にOFDMシンボル当たり伝送ビット数情報を獲得し、これを利用して前記長さフィールドを分けると、必要なOFDMシンボル数が分かる。この際、獲得したOFDMシンボル数に応じてNAV(Network Allocation Vector)の設定が行われるが、本発明の実施例によってRateビットフィールドがノン・レガシー無線LAN情報として活用される場合、長さフィールドを調節して必要な長さだけNAVを設定することができるようにしてもよい。
このように、本発明の実施例によると、レガシープリアンブルの予め設定された特定ビットに情報に基づいて、該当レガシープリアンブルがノン・レガシー無線LAN情報を含んでいるのかを判別する。もし、レガシープリアンブルがノン・レガシー無線LAN情報を含んでいると判別される場合、レガシープリアンブルの予め設定されたビットフィールド、例えばRateビットフィールドからBSS識別子情報などのノン・レガシー無線LAN情報が抽出される。
一方、本発明の追加的な実施例によると、上述したレガシープリアンブルの第2サブキャリアセットと前記特定ビットフィールド(例えば、Rateビットフィールド)の組み合わせを利用してより多くのビットを確認することができ、これを介してノン・レガシー無線LAN情報を伝達することができる。例えば、レガシープリアンブルが第2サブキャリアセットを追加に含んで構成される場合、端末は該当レガシープリアンブルがノン・レガシー無線LAN情報を含んでいると判別し、Rateビットフィールドの4つのビット全てまたはBSS識別子情報を抽出する。更に、ノン・レガシー端末は、レガシープリアンブルが第2サブキャリアセットを追加に含んで構成される場合、レガシープリアンブルのL−SIGビットフィールド全体をノン・レガシー無線LAN情報として解析してもよい。このように、図18の実施例によると、ノン・レガシープリアンブルを確認する前に、レガシープリアンブルからBSS識別子情報などのノン・レガシー無線LAN情報の少なくとも一部を獲得することができるため、より短時間でCCAを行うことができるようになる。
図19は、本発明の実施例によって調整されたCCA臨界値がチャネル接近に使用される場合に発生し得るレガシー端末の不平等問題を示す図である。図19及び後の実施例において、MT(MYBSS Transmitter)及びMR(MYBSS Receiver)はそれぞれ第1BSS(MYBSS)の伝送端末及び受信端末を示し、OT(OBSS Transmitter)及びOR(OBSS Receiver)はこれとは異なる第2BSS(OBSSS)の伝送端末及び受信端末を示す。また、MT、MR、OT及びORはノン・レガシー端末であり、Lはレガシー端末であると仮定する。
図19に示したように、OBSSにおいて端末OTは端末ORにデータ(O_DATA)を伝送し、端末ORは受信されたデータ(O_DATA)に対応して端末OTに応答メッセージ(O_ACK)を伝送する。この際、端末OTとORの周辺に位置するレガシー端末Lは無線信号O_DATAの受信信号強度が上述した第1CCA臨界値CCA−SD1より高ければ、チャネルが占有状態であると判断しチャネル接近を行わない。この際、レガシー端末Lのチャネル接近延期期間810は端末ORの応答メッセージ(O_ACK)伝送が完了されるまでと設定される。
一方、OBSSと他のBSSであるMYBSSの端末MTは上述した実施例のように無線信号O_DATAの受信信号強度と該当信号のBSS識別子情報に基づいてチャネル占有可否を判別する。つまり、端末MTは受信された無線信号O_DATAのBSS識別子情報が該当端末のBSS識別子情報と相異なる場合、上述した第2CCA臨界値CCA−SD2を基準にCCAを行う。この際、第2CCA臨界値CCA−SD2はレガシー端末で使用される第1CCA臨界値CCA−SD1より高いレベルを有する。よって、O_DATAが第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間の受信信号強度でそれぞれレガシー端末Lとノン・レガシー端末MTに受信されると仮定する場合、レガシー端末Lのチャネル接近は延期されるが、ノン・レガシー端末MTのチャネル接近は許容される。
このように、O_DATAの受信信号強度が第2CCA臨界値CCA−SD2より低ければ、端末MTは該当チャネルを遊休状態であると判別し、チャネル接近を行う。つまり、端末MTはバックオフ手順を行い、バックオフ手順のバックオフカウンタが満了されるとデータ(MY_DATA)を伝送する。また、端末MTからMY_DATAを受信した端末MRはこれに対応して応答メッセージ(MY_ACK)を伝送する。この際、端末MTとMRが交換する無線信号MY_DATAとMY_ACKの伝送がレガシー端末Lに設定されたチャネル延期期間810より低く終了されると、レガシー端末Lはチャネル接近延期期間810の後の追加的な期間820の間にもチャネルに接近することができなくなる。このような問題は、端末MPDU伝送時だけでなく、TXOP(Transmission Opportunity)基盤またはA−MPDU(Aggregate MPDU)基盤の伝送状況でも発生し得る。
図20乃至図23は、レガシー端末のチャネル接近遅延問題を解決するためのノン・レガシー端末のデータ伝送方法を示す図である。
まず、図20は本発明の一実施例によるノン・レガシー無線LAN信号のフレーム構造を示す図である。図20を参照すると、ノン・レガシー無線LAN信号はプリアンブル910、レガシー端末(例えば、802.11a/gなどの端末)のためのL−SIGフィールド920、ノン・レガシー端末(例えば、802.11ax端末)のためのHEW−SIGフィールド930、及びMACヘッダフィールド940を含む。本発明の実施例において、前記L−SIGフィールド920はレガシープリアンブルの少なくとも一部を、HEW−SIGフィールド930はノン・レガシープリアンブルの少なくとも一部を示す。本発明の実施例によると、L−SIGフィールド920、HEW−SIGフィールド930及びMACヘッダ940はそれぞれデータの伝送長さを示す長さ情報を含む。本発明ではL−SIG920に含まれた長さ情報をLEN−1、HEW−SIG930に含まれた長さ情報をLEN−2、MACヘッダ940に含まれた長さ情報をLEN−3とそれぞれ称する。本発明の実施例によると、LEN−1はL−SIGフィールド920の長さフィールドを、LEN−2はHEW−SIGフィールド930の長さフィールドを、そしてLEN−3はMACヘッダ940のデュレーション(duration)フィールドをそれぞれ指すが、本発明はこれに限らない。
本発明の実施例によると、LEN−1は該当フレーム長さ情報を示す。この際、フレーム長さ情報はフレームの伝送に所用される時間情報として表現され、または他の情報と組み合わせられて伝送に所要される時間を類推しえるデータの大きさ(byte数)情報などで表現される。一方、LEN−2は該当フレーム及びこれに関するフレームの伝送が全て完了されるまでの長さ情報を示す。ここで、関連するフレームとは該当フレームのサブシークエント(subsequent)フレームを含む。本発明の他の実施例によると、LEN−2は該当フレーム及びこれに関するフレームの伝送が全て完了されて他の競争ウィドウ区間が稼動する前までの長さ情報を示す。ここで、関連するフレームとは該当フレームのサブシークエントフレームだけでなく、伝送された各フレームに対応する応答(ACK)フレームなどを含む。このように、LEN−2が示す長さ情報を本発明の実施例では「全体伝送長さ情報」という。一実施例によると、LEN−2は該当フレームのデュレーションフィールドの情報を示し、または該当フレームを伝送する端末に保障されたTXOPの長さ情報を示してもよい。最後に、LEN−3はMACで定義する任意の長さ情報を表示する。
一方、LEN−1及びLEN−2が示す情報は上述したものに限らず、他の方法で変形されてもよい。即ち、本発明の実施例において、LEN−1とLEN−2のうち少なくとも一つは全体の伝送長さ情報を示す。もし、LEN−1が該当フレームの長さを超過する長さ情報(例えば、全体の伝送長さ情報)を示す場合、該当フレームはこれを指示するLLE(L−SIG Length Extend)情報を追加に含む。同じく、LEN−2が該当フレームの長さを超過する長さ情報(例えば、全体の伝送長さ情報)を示す場合、該当フレームはこれを指示するHLE(HEW−SIG Length Extend)情報を追加に含む。
伝送するデータがある端末が該当端末とは異なるBSS識別子情報を有するノン・レガシー無線LAN情報(つまり、他のBSSのノン・レガシー無線LAN信号)を受信する場合、端末は上述した実施例によるCCA手順に基づいてチャネル接近を行う。この際、本発明の実施例によると、前記端末は受信された他のBSSのノン・レガシー無線LAN信号のLEN−1、LEN−2及びLEN−3のうち少なくとも一つの情報を利用して、該当端末のデータ伝送期間を調節する。もし端末が単一のフレームを伝送する場合、前記データ伝送期間は該当フレームのデュレーションを意味し、端末が複数のフレームを連続に伝送する場合、前記データ伝送期間は該当端末のTXOPを意味する。これに対する具体的な実施例は、図21乃至図23に基づいて説明する。
まず、図21は受信された無線LAN信号の長さ情報に基づき、端末のデータ伝送期間を調節する一実施例を示す図である。図21を参照すると、OBSSの端末OTは端末ORにデータ(O_DATA)を伝送し、端末ORは受信されたデータ(O_DATA)に対応して端末OTに応答メッセージ(O_ACK)を伝送する。O_DATAが伝送される間に端末MTがデータ(MY_DATA)を伝送する場合、端末MTは受信された無線信号O_DATAから長さ情報LEN(O_DATA)を抽出し、抽出された長さ情報LEN(O_DATA)に基づいてデータ(MY_DATA)の伝送期間を調節する。この際、抽出される長さ情報LEN(O_DATA)はO_DATAから抽出されたLEN−1、LEN−2及びLEN−3のうち少なくとも一つを含む。図21の実施例において、LEN−1はO_DATAの長さ情報を示し、LEN−2はO_DATA+SIFS+O_ACKの全体の伝送長さ情報を示す。
図21の実施例によると、端末MTはO_DATAから抽出された長さ情報LEN_(O_DATA)に基づき、該当端末が伝送するMY_DATAの伝送期間が無線信号O_DATAの伝送完了時点と同時にまたは先に終了されるように調節する。つまり、端末MTは該当端末が伝送するMY_DATAの長さをLEN(O_DATA)以下に調節する。端末MTの無線LANデータMY_DATAはPPDU(PLCP Protocol Data Unit)の形態に伝送され、端末MTは多様な方法でMY_DATAの長さを調節する。例えば、前記PPDUが端末MPDUで構成された場合、端末MTは抽出された長さ情報に基づいて該当MPDUに対する断片化(framenation)を行ってMY_DATAの長さを減らす。また、前記PPDUがA−MPDUで構成された場合、端末MTは抽出された長さ情報に基づいてA−MPDUに含まれたMPDUの個数を限定するか、個別MPDUに対する断片化を行ってMY_DATAの長さを減らす。一実施例によると、端末MTはMY_DATAの長さを調節する際、O_DATAのLLE情報及び/またはHLE情報を参照する。
一方、図21の実施例において、MY_DATAの伝送期間がO_DATAの伝送完了時点と同時に終了されると、端末MRの応答メッセージ(MY_ACK)と端末ORの応答メッセージ(O_ACK)が同時に伝送される。しかし、MY_ACKとO_ACKが同時にレガシー端末Lに受信されると、レガシー端末Lはデータ間の衝突830が発生すると認識する。よって、レガシー端末Lは応答メッセージ(MY_ACK、O_ACK)の伝送が終了された後、AIFSより長いEIFS(Extended Inter Frame Spacing)の後にチャネルに接近するようになる問題が発生する。
次に、図22は受信された無線LAN信号の長さ情報に基づき、端末のデータ伝送期間を調節する他の実施例を示す図である。図22の実施例において、上述した図21の実施例と同じであるか相応する部分は重複した説明は省略する。
図22の実施例によると、端末MTはO_DATAから抽出された長さ情報LEN(O_DATA)に基づき、該当端末が伝送するMY_DATAの伝送期間が無線信号O_DATAの伝送完了時点より先に終了されるように調節する。つまり、端末MTは該当端末が伝送するMY_DATAの長さをLEN(O_DATA)未満に調節する。より詳しくは、図22を参照すると、端末MTはMY_DATAの長さをLEN(O_DATA)−LEN(MY_ACK)−SIFS以下に設定する。ここで、LEN(MY_ACK)はMY_ACKの長さを示す。つまり、端末MTはMY_DATAの伝送期間がO_DATAの伝送完了時点よりSIFSの時間及び応答メッセージ(MY_ACK)の伝送に必要な時間の合算値以上先に終了されるように設定する。よって、図22の実施例において、MY_DATA及びこれに相応するMY_ACKの伝送は、O_DATAの伝送期間内に終了される。
一方、端末MT、端末MRまたはMYBSS内の他の端末は、O_ACKが伝送される途中でデータ伝送を試みる可能性がある。一実施例によると、予め設定された特定メッセージ、例えばRTS、CTS及びACKメッセージなどには任意の情報を挿入し、該当情報が含まれたメッセージが受信される場合には上述した実施例によるCCA臨界値の調整を許容しない可能性がある。つまり、前記メッセージを受信した他のBSSの端末は、第2CCA臨界値CCA−SD2ではなく第1CCA臨界値CCA−SD1に基づいてチャネル接近を行う。
このように、図22の実施例によると、レガシー端末を含む全ての端末は端末ORのO_ACK伝送が完了された後、AIFSの時間の間にチャネルが遊休状態であればチャネル接近を試みるようになる。よって、ノン・レガシー端末とレガシー端末間の衡平な接近機会が保障される。
図23は、受信された無線LAN信号の長さ情報に基づいて端末のデータ伝送期間を調節するまた他の実施例を示す図である。図23の実施例において、上述した図21乃至図22の実施例を同じであるか相応する部分は重複した説明は省略する。
図23の実施例によると、OBSSの端末OTは該当端末に割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)の間に複数のデータ(O_DATA−1、O_DATA−2、O_DATA−3)を連続して伝送する。ビデオデータ、ボイスデータなどを伝送するQoS(Quallity of Service)端末の場合、該当端末に割り当てられたTXOP区間の間に少なくとも一つのサブシークエントフレームを含む複数のデータを連続して伝送する。また、端末OTから複数のデータを受信する端末ORは、受信された各フレームに対応する応答メッセージ(O_ACK−1、O_ACK−2、O_ACK−3)を伝送する。このような複数のデータ及びこれに対応する応答メッセージの伝送は、端末OTに割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)以内に完了される。
このように、端末OTが複数のデータを伝送する間に端末MTがデータを伝送する場合、端末MTは前記複数のデータ(O_DATA−1、O_DATA−2、O_DATA−3)のうち少なくとも一つから長さ情報を抽出し、抽出された情報に基づいて該当端末のデータ伝送期間を調節する。この際、端末MTは該当端末のデータを伝送するためにCCAを行う過程で受信された端末OTのデータから長さ情報を抽出する。もし、端末MTが端末のデータを伝送する場合、前記データ伝送期間は該当データフレームのデュレーションを意味し、端末MTが複数のデータを連続に伝送する場合、前記データ伝送期間は該当端末のTXOPを意味する。
図23の実施例のように、O_DATA−1の伝送中に端末MTがデータを伝送する場合、端末MTはO_DATA−1から長さ情報LEN(O_DATA−1)を抽出し、抽出された長さ情報LEN(O_DATA−1)に基づいて該当端末MTのデータ伝送期間を調節する。この際、抽出される長さ情報LEN(O_DATA−1)はO_DATA−1から抽出されたLEN−1、LEN−2、LEN−3のうち少なくとも一つを含む。図23の実施例において、LEN−1は該当長さ情報が抽出されたデータO_DATA−1の長さを示し、LEN−2は該当データO_DATA−1を伝送する端末OTに割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)、つまり、(O_DATA−1+SIFS+O_ACK−1)+SIFS+(O_DATA−2+SIFS+O_ACK−2)+SIFS+…+SIFS+(O_DATA−n+SIFS+O_ACK−n)の長さを示す。また、LEN−3はMACで定義する任意の長さを表示する。
上述したように、LEN−1及びLEN−2が示す情報はこれに限らず、他の方法で変形されてもよい。例えば、LEN−1が該当データO_DATA−1を伝送する端末OTに割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)の長さを示してもよい。もし、LEN−1が該当データO_DATA−1の長さを超過する長さ情報(例えば、全体の伝送長さ情報)を示す場合、O_DATA−1はこれを指示するLLE情報を追加に含む。同じく、LEN−2が該当データO_DATA−1の長さを超過する長さ情報(例えば、全体の伝送長さ情報)を示す場合、O_DATA−1はこれを指示するHLE情報を追加に含む。
図23の実施例によると、端末MTは抽出された長さ情報LEN(O_DATA−1)に基づき、端末MTのデータ伝送期間が端末OTのデータ伝送完了時点より先に終了されるように調節する。図23の実施例のように、端末が複数のデータを連続に伝送する場合、端末MTに割り当てられるTXOP区間(MT_TXOP)、つまり、(MY_DATA−1+SIFS+MY_ACK−1)+SIFS+(MY_DATA−2+SIFS+MY_ACK−2)+SIFS+…+SIFS+(MY_DATA−m+SIFS+MY_ACK−m)の長さは端末OTに割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)の長さより短く設定される。より詳しくは、図23を参照すると、端末MTに割り当てられるTXOP区間(MT_TXOP)の長さはOT_TXOP−LEN(O−ACK)−SIFS以下に設定される。つまり、端末MTは該当端末が伝送する一つまたは複数のデータの長さの総計がLEN−2(O_DATA−1)−LEN(O_ACK−n)−LEN(MY_ACK−m)−SIFS以下になるように調節する。ここで、OT_TXOP情報はO_DATA−1のLEN−2から抽出されると仮定し、LEN−2(O_DATA−1)は前記抽出されたLEN−2の情報を示す。また、LEN(O_ACK−n)は端末OTの最後の伝送データ(O_DATA−n)に対する応答メッセージの長さを、LEN(MY_ACK−m)は端末MTの最後の伝送データ(MY_DATA−m)に対する応答メッセージの長さをそれぞれ示す。
よって、図23の実施例において、端末MTが伝送する一つまたは複数のデータ(MY_DATA−1、MY_DATA−2)及びこれに対応する応答メッセージ(MY_ACK−1、MY_ACK−2)の伝送は、端末OTに割り当てられたTXOP区間(OT_TXOP)内に完了される。レガシー端末を含む全ての端末は端末ORの最後の応答メッセージ(O_ACK−n)の伝送が完了された後、AIFSの時間の間にチャネルが遊休状態であればチャネル接近を試みる。よって、ノン・レガシー端末とレガシー端末間の衡平なチャネル接近機会が保障される。
このように、本発明の実施例によると、端末MTは受信された無線信号O_DATAのL−SIGフィールドまたはHEW−SIGフィールドから抽出された長さ情報(LEN−1またはLEN−2)を利用して該当端末のデータ伝送期間を決定する。この場合、端末MTはO_DATAのMACヘッダをデコーディングする前の速い時間の間に該当端末の伝送期間を調節する。
図24は、本発明の実施例によって調整されたCCA臨界値がチャネル接近に使用される場合に発生し得るレガシー端末の不平等問題を解決する更に他の実施例を示す図である。図24の実施例において、HE、HE0、HE1、HE2、HE3、HE4、HE A及びHE Bはそれぞれノン・レガシー端末を示し、Leg、Leg Xはそれぞれレガシー端末を示す。また、HE Aが運営する第1BSSには端末HE1、HE2、HE3及びLeg Xが結合されており、HE Bが運営する第2BSSには端末HE、HE0及びLegが結合されている。
図24の実施例において、第2BSSの端末HE0がデータを伝送すると、該当データの信号は隣接した第1BSSの端末によって感知される。このように他のBSSの無線信号が感知されると、第1BSSのノン・レガシー端末HE1、HE2及びHE3は上述した第2CCA臨界値CCA−SD2に基づいてCCAを行い、レガシー端末Leg Xは第1CCA臨界値CCA−SD 1に基づいてCCAを行う。もし、端末HE0のデータが第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間の受信信号強度で各端末に受信されると仮定すると、ノン・レガシー端末HE1、HE2、HE3はそれぞれ該当端末に割り当てられたバックオフカウンタ(backoff1、backoff2、backoff3)を減らしながらバックオフ手順を行うが、レガシー端末Leg Xはバックオフ手順を行えずチャネル接近を延期(defer)するなど、不平等問題が発生する。
それだけでなく、端末HE0及びHE1のデータ伝送が完了されてチャネルが遊休状態になると、ノン・レガシー端末HE2及びHE3はそれぞれ以前のバックオフ手順で残ったバックオフカウンタ(remainig backoff2、remainig backoff3)を利用してバックオフ手順を再開する。しかし、端末Leg Xはノン・レガシー端末の以前のバックオフ手順の間にバックオフカウンタを減らすことができなかったため、該当端末に従来割り当てられたバックオフカウンタ(backoff X)を利用してバックオフ手順を再開する。よって、後の競争ウインドウ区間においても、レガシー端末はノン・レガシー端末に比べチャネルに接近する確率が減るようになる。
このような問題を解決するために、本発明の実施例によると、空間的再使用(spatial reuse)区間でノン・レガシー端末のバックオフ手順に使用されるバックオフカウンタを調節することで、ノン・レガシー端末とレガシー端末間のチャネル接近の衡平性を維持することができる。本発明における空間的再使用区間とは、受信された無線信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合、調整されたCCA臨界値に基づいてチャネル接近を行う区間を指す。
空間的再使用区間において、第1BSSのノン・レガシー端末HE1、HE2及びHE3は、第2CCA臨界値CCA−SD2に基づいてCCAを行う。前記CCAを行った結果、該当チャネルが遊休状態に判別された場合、ノン・レガシー端末は各端末に割り当てられたバックオフカウンタを利用してバックオフ手順を行う。図24の実施例において、バックオフ手順を行う間、バックオフカウンタが最も先に満了された端末HE1がデータを伝送する。この際、残りの端末HE2及びHE3のバックオフ手順は中断される。
このように、バックオフ手順が中断された場合、ノン・レガシー端末は該当端末に割り当てられたバックオフカウンタを調整し、該当チャネルが更に遊休状態になれば調整されたバックオフカウンタを利用してバックオフ手順を再開する。一実施例によると、ノン・レガシー端末は空間的再使用空間でバックオフ手順の間に減らしていったバックオフカウンタを、バックオフ以前の値に復元する。他の実施例によると、ノン・レガシー端末は空間的再使用空間でバックオフ手順が中断された場合、新たなバックオフカウンタを割り当てられる。このようなバックオフカウンタの調整は、端末とは異なる他のBSS識別子情報を有する無線信号の受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間である場合に行われる。
一方、本発明の他の実施例によると、ノン・レガシー端末は複数のバックオフカウンタを利用してチャネル接近を行う。例えば、ノン・レガシー端末はバックオフ手順のための第1バックオフカウンタ及び第2バックオフカウンタを割り当てられる。この際、ノン・レガシー端末は受信された無線信号の受信信号強度に基づいて前記第1バックオフカウンタ及び第2バックオフカウンタのうち少なくとも一つを使用してバックオフ手順を行う。例えば、ノン・レガシー端末は該当端末とは異なるBSS識別子情報を有する無線信号の受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければバックオフカウンタを消耗し、前記無線信号の受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間であれば第2バックオフカウンタを消耗する。ノン・レガシー端末は第1バックオフカウンタ及び第2バックオフカウンタのうち少なくとも一つが満了されたら、データを伝送する。
このように、図24の実施例によるノン・レガシー端末は空間的再使用区間でバックオフ手順に使用されるバックオフカウンタを調整するか複数のバックオフカウンタを利用してバックオフ手順を行うことで、レガシー端末に発生し得る不平等を最小化することができる。
図25は、本発明の実施例によって調整されたCCA臨界値がチャネル接近に使用される場合に発生し得る干渉問題を示す図である。図25及び後の実施例において、MT及びMRはそれぞれ第1BSS(MYBSS)の伝送端末及び受信端末を示し、OT及びORはこれとは異なる他の第2BSS(OBSSS)の伝送端末及び受信端末を示す。
図25に示したように、OBSSにおいて端末OTは端末ORにデータ(O_DATA)を伝送し、端末ORは受信されたデータ(O_DATA)に対応して端末OTに応答メッセージ(O_ACK)を伝送する。一方、OBSSとは異なるBSSであるMYBSSの端末MTは、上述した実施例のように無線信号O_DATAの受信信号強度と該当信号のBSS識別子情報に基づいてチャネル占有可否を判別する。つまり、端末MTは受信された無線信号O_DATAのBSS識別子情報が該当端末のBSS識別子情報と相異なる場合、上述した第2CCA臨界値CCA−SD2を基準にCCAを行う。この際、第2CCA臨界値はレガシー端末で使用される第1CCA臨界値より高いレベルを有する。
もし、O_DATAの受信信号強度が第2CCA臨界値より低ければ、端末MTは該当チャネルを遊休状態であると判断しチャネル接近を行う。つまり、端末MTはバックオフ手順を行い、バックオフ手順のバックオフカウンタ癌満了されるとデータMY_DATAを伝送する。また、端末MTからMY_DATAを受信した端末MRはこれに対応して応答メッセージ(MY_ACK)を伝送する。
しかし、端末MTのチャネル接近可否は端末OTが伝送したO_DATAの受信信号強度に基づいて決定されるため、端末MTが伝送するMY_DATAはOBSSの端末ORに干渉を発生する。このような問題は、単一MPDU伝送時だけでなく、TXOP基盤またはA−MPDU基盤の伝送状況でも発生し得る。
図26及び図27は、端末間の干渉問題を最小化するためのノン・レガシー端末のデータ伝送方法を示す図である。図26及び図27の実施例において、OBSSの端末OTは端末ORに一つまたは複数のデータ(O_DATA−1、O_DATA−2)を伝送してもよく、これをO_DATAと称する。また、MYBSSの端末MTは端末MRに一つまたは複数のデータ(MY_DATA−1、MY_DATA−2)を伝送してもよく、これをMY_DATAと称する。
まず、図26はMYBSSの端末MTがOBS端末ORに及ぼす干渉を最小化するための一実施例を示している。図26を参照すると、無線LAN通信を行う端末はデータを伝送する前に要請(REQ)メッセージ及び応答(RSP)メッセージを交換する。本発明の実施例において、要請メッセージ/応答メッセージはそれぞれRTS/CTS、NPD(Null Data Packet)/ACK、または端末MPDU/ACKを示す。図26の実施例において、OBSSの端末OTが伝送する要請メッセージ(O_REQ)と端末ORが伝送する応答メッセージ(O_RSP)はMYBSSの端末MTによって受信されると仮定する。
本発明の実施例によると、MYBSSの端末MTは該当端末と相異なるBSS識別子情報を有する要請メッセージ(O_REQ)及びこれに対応する応答メッセージ(O_RSP)を受信した場合、O_REQとO_RSPの受信信号強度に基づいてチャネル接近可否、つまり、該当端末のデータ(MY_DATA)の伝送可否を決定する。この際、端末MTはO_REQとO_RSPの受信信号強度を上述した第1CCA臨界値CCA−SD1及び第2CCA臨界値CCA−SD2と比較した結果に基づき、MY_DATAの伝送可否を決定する。ここで、第2CCA臨界値CCA−SD2は第1CCA臨界値CCA−SD1より高いレベルを有する。
まず、O_REQまたはO_RSPのうち少なくとも一つの受信信号強度が第2CCA臨界値CCA−SD2より高ければ、端末MTはMY_DATAの伝送を待機する。また、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度が全て第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間である場合でも、端末MTはMY_DATAの伝送を待機する。しかし、この場合、端末MTは伝送しようとするデータの重要度など、他の付加情報によって例外的にデータ伝送を行ってもよい。一方、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度が全て第1CCAの臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MTはチャネルに接近してMY_DATAの伝送を行う。
次に、O_REQの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間であって、O_RSPの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MTはチャネルに接近してMY_DATAの伝送を行う。よって、端末MTはO_REQの受信信号強度が第2CCA臨界値CCA−SD2より低い状況において、O_RSPの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、チャネルに接近してMY_DATAの伝送を行う。この場合、端末MTが伝送するMY_DATAが端末ORに及ぼす干渉の影響は少ないと推定される。よって、端末ORは端末OTが伝送するデータ(O_DATA−1、O_DATA−2)を無事に受信する。このように、受信された無線信号のBSS識別子情報が端末のBSS識別子情報と相異なる場合、調整されたCCA臨界値に基づいてチャネル接近を行う区間を本発明では空間的再使用区間という。
本発明の一実施例によると、空間的再使用空間においてデータを伝送する端末MTは別途の要請メッセージ及び応答メッセージの交換せずにすぐにデータを伝送することができる。また、端末MTは空間的再使用空間においてOBSS端末によって伝送されるデータの受信信号強度を持続的に測定し、測定された結果に基づいてチャネル接近可否をリアルタイムで調整する。この際、OBSSの端末OTによって伝送されるデータ(O_DATA−1、O_DATA−2)にはO_REQと同じ基準が適用され、端末ORによって伝送されるデータ(O_ACK−1、O_ACK−2)にはO_RSPと同じ基準が適用される。もし、OBSS端末によって伝送されるデータの受信信号強度がこれに対応するO_REQまたはO_RSPの受信信号強度と同じ信号強度区間に属する場合、端末MTは予め決定されたチャネル接近可否に基づいた動作を持続する。しかし、OBSS端末によって伝送されるデータの受信信号強度がこれに対応するO_REQまたはO_RSPの受信信号強度とは異なる信号強度区間に属する場合、端末MTは受信されたデータの受信信号強度に基づいてチャネル接近可否を再決定する。ここで、受信信号強度区間は第1CCA臨界値CCA−SD1より低い第1区間、第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2との間の第2区間、第2CCA臨界値CCA−SD2より高い第3区間を含む。
もし、O_REQ及びO_RSPが上述した実施例による長さ情報を含む場合、これを受信した端末MTは該当メッセージから長さ情報を抽出し、これに基づいて該当端末MTのデータ伝送期間を調節する。この場合、端末MTは端末OTが伝送するデータ(O_DATA−1、O_DATA−2)から長さ情報を抽出する動作を省略する。
次に、図27がMYBSSの端末MRに及ぼす干渉を最小化するための追加的な実施例を示す図である。図27の実施例において、上述した図26の実施例と同じであるか相応する部分は重複した説明を省略する。
図26の実施例で上述したように、OBSSの端末がO_REQ及びO_RSPを伝送するとMYBSSの端末MT及びMRはこれを受信する。MYBSSの端末MTはO_REQとO_RSPの受信信号強度に基づいてチャネル接近可否を決定する。図27の実施例によると、端末MTがチャネルに接近すると決定される場合、端末MTは受信端末MRに要請メッセージ(MY_REQ)を伝送する。前記MY_REQは端末MTのデータ伝送が可能であることを示すメッセージであり、RTS、NDPまたは単一のMPDUなどで具現される。
端末MTからMY_REQを受信した端末MRは、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度に基づき、端末MTのデータ(MY_DATA)を受信するのか否かを決定する。この際、端末MRはO_REQとO_RSPの受信信号強度を上述した第1CCA臨界値CCA−SD1及び第2CCA臨界値CCA−SD2と比較した結果に基づき、MY_DATAの受信可能可否を決定する。ここで、第2CCA臨界値CCA−SD2は第1CCA臨界値CCA−SD1より高いレベルを有する。
まず、O_REQまたはO_RSPのうち少なくとも一つの受信信号強度が第2CCA臨界値CCA−SD2より高ければ、端末MRはMY_DATAを受信することができない。また、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度が全て第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間である場合でも、端末MRはMY_DATAを受信することができない。しかし、この場合、端末MRはMY_DATAの重要度など、他の付加情報に応じて例外的にデータを受信してもよい。一方、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度が全て第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MRはMY_DATAを受信することができない。
次に、O_RSPの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間であって、O_REQの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MRはMY_DATAを受信することができる。よって、端末MRは_RSPの受信信号強度が第2CCA臨界値CCA−SD2より低い状況において、O_REQの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、MY_DATAを受信することができる。この場合、OBSSの端末OTが伝送するO_DATAがMRに及ぼす干渉の影響は少ないと推定される。よって、端末MRは端末MTが伝送するデータ(MY_DATA−1、MY_DATA−2)を無事に受信することができる。
端末MRが前記決定されたMY_DATAの受信可能可否に基づき、端末MTが伝送したMY_REQに対応する応答メッセージ(MY_RSP)を伝送する。前記MY_RSPは端末MTのデータを受信することができることを示すメッセージであり、CTSまたはACKなどで具現される。もし、端末MRがMY_DATAを受信し得る場合、端末MRはMY_REQに対応するMY_RSPを端末MTに伝送する。端末MRからMY_RSPが受信されると、端末MTはMY_DATAの伝送を開始する。しかし、端末MRがMY_DATAを受信することができない場合、端末MRはMY_RSPを伝送しない。端末MRからMY_RSPが受信されなければ、端末MTはMY_DATAを伝送することができない。このように、図27の実施例によると、空間的再使用区間においてMYBSSの端末がMY_REQ、MY_RSPを交換することで、端末MRが干渉されずに端末MTのデータ(MY_DATA)を受信し得るのか否かを追加的に判別することができる。
図28及び図29は、本発明の実施例によって調整されたCCA臨界値がチャネル接近に使用される場合に発生し得る更に他の干渉問題を示す図である。図28及び図29の実施例において、図25の実施例と同じであるか相応する部分は重複した説明を省略する。
図28及び図29に示したように、OBSSにおいて端末OTは端末ORにデータ(O_DATA)を伝送し、端末ORは受信されたデータ(O_DATA)に対応して端末OTに応答メッセージ(O_ACK)を伝送する。一方、OBSSとは異なるBSSであるMYBSSの端末MTは、上述した実施例によってチャネル占有可否を判別しチャネル接近を行う。つまり、端末MTはバックオフ手順を行い、バックオフ手順のバックオフカウンタが満了されるとデータ(MY_DATA)を伝送する。また、端末MTからMY_DATAを受信した端末MRはこれに対応して応答メッセージ(MY_ACK)を伝送する。
しかし、端末MRが伝送するMY_ACKはOBSSの端末に干渉を発生する可能性がある。図28を参照すると、端末MRが伝送するMY_ACKは端末ORが端末OTのデータ(O_DATA)を受信することに干渉する。また、図29を参照すると、端末MRが伝送するMY_ACKは端末OTが端末ORの応答メッセージ(O_ACK)を受信することにも干渉する可能性がある。
図30は、端末間の干渉問題を最小化するためのノン・レガシー端末のデータ伝送方法を示す更に他の実施例を示す図である。図30の実施例において、図26及び図27の実施例と同じであるか相応する部分は重複した説明を省略する。
図示したように、OBSSの端末がO_REQ及びO_RSPを伝送すると、MYBSSの端末MT及びMRはこれを受信し得る。上述した実施例のように、MYBSSの端末MTはO_REQとO_RSPの受信信号強度に基づいてチャネル接近可否を決定し、データ(MY_DATA)を伝送する。また、MY_DATAを受信した端末MRは、これに対応する応答メッセージ(MY_ACK)を伝送する。本発明の実施例によると、端末MRはO_REQ及びO_RSPの受信信号強度に基づき、MY_ACKの伝送時点を決定する。この際、端末MRはO_REQとO_RSP受信信号強度を上述した第1CCA臨界値CCA−SD1及び第2CCA臨界値CCA−SD2と比較した結果に基づき、MY_ACKの伝送時点を決定する。ここで、第2CCA臨界値CCA−SD2は第1CCA臨界値CCA−SD1より高いレベルを有する。
まず、O_REQの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間であって、O_RSPの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MRは端末OTのデータ(O_DATA)の伝送期間以内にMY_ACK841を伝送する。この場合、端末MRが伝送するMY_ACK841がOBSS端末ORに及ぼす干渉の影響は少ないと推定される。よって、端末ORは端末OTが伝送するO_DATAを無事に受信することができる。
次に、O_RSPの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1と第2CCA臨界値CCA−SD2の間であって、O_REQの受信信号強度が第1CCA臨界値CCA−SD1より低ければ、端末MRは端末OR応答メッセージ(O_ACK)の伝送と共にMY_ACK842を伝送する。この場合、端末MRが伝送するMY_ACK842がOBSS端末OTに及ぼす干渉の影響は少ないと推定される。よって、端末OTは端末ORが伝送するO_ACKを無事に受信することができる。
次に、O_REQ及びO_RSPの受信信号強度が全て第2CCA臨界値CCA−SD2より高ければ、端末MRは端末OTデータ(O_DATA)の伝送及び端末ORの応答メッセージ(O_ACK)の伝送が完了された後、MY_ACK843を伝送する。この場合、端末MRが伝送するMY_ACK843はOBSS端末OT及びORを干渉すると推定される。よって、端末MRは端末OT及びORのデータ交換が完了されてからMY_ACK843を伝送することで、OBSS端末に発生し得るデータ衝突を防止することができる。
本発明の追加的な実施例によると、端末MRは該当端末の送信パワーとMY_DATAの受信信号強度などを考慮してMY_ACKの送信パワーを調節することができる。これを介し、端末MRはMY_ACKが端末OTや端末ORに与える干渉の量を最小化することができる。
前記のように無線LAN通信を例に挙げて本発明を説明したが、本発明はこれに限らず、セルラー通信など他の通信システムでの同じく適用される。また、本発明の方法、装置及びシステムは特定実施例と関連して説明したが、本発明の構成要素、動作の一部または全部は汎用ハードウェアアーキテクチャを有するコンピュータシステムを使用して具現される。
上述した本発明の実施例は多様な手段を介して具現される。例えば、本発明の実施例はハードウェア、ファームウェア(firmware)、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせによって具現される。
ハードウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は一つまたはそれ以上のAICs(Application Specific Integrated Circuits)、DSPs(Digital Signal Processors)、DSPDs(Digital Signal Processing Devices)、PLDs(Programmable Logic Devices)、FPGAs(Field Programmable Gate Arrays)、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現される。
ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の実施例による方法は前記で説明された機能または動作を行うモジュール、手順または関数などの形態で具現される。ソフトウェアコードはメモリに貯蔵されてプロセッサによってグどうされる。前記メモリはプロセッサの内部または外部に位置して、既に公知の多様な手段によってプロセッサとデータを交換する。
上述した本発明の説明は例示のためのものであって、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は本発明の技術的思想や必須的特徴を変更せずも他の具体的な形態に容易に変更可能であることが理解できるはずである。よって、これまで述べた実施例は全ての面において例示的なもので限定的なものであると解析すべきである。例えば、単一型として説明されている各構成要素は分散されて実施されてもよく、同じく分散されていると説明されている構成要素も結合した形態に実施されてもよい。
本発明の範囲は前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導出される全ての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれると解析すべきである。