JP4597239B2 - 高速無線ネットワークで下位互換性を提供しデータを受信する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は無線ネットワークに関するもので、より詳細に高速無線ネットワークでレガシー方式のデータを送受信する方法および装置に関するものである。

最近インターネットの普及とマルチメディア資料の急激な増加によって、超高速通信網に対する需要が増えている。この中でＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、ＬＡＮという）は１９８０年代後半から導入され、初期には１−４Ｍｂｐｓ程度であった伝送量が現在は１００Ｍｂｐｓの高速イーサネット（登録商標）が一般的に使用されている。最近ではギガバイトイーサネット（登録商標）に対する研究が活発に進められている。一方、線がなくともネットワークに接続し通信をしようとする試みは無線ラン（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ：以下、ＷＬＡＮという）に対する研究開発を促進させ、その結果として最近ではＷＬＡＮの普及が次第に広がっている。ＷＬＡＮは有線ＬＡＮに比べデータ伝送率と安全性などで性能は低下するが、線がなくてもネットワークを構成することができ移動性が良いなどの長所を有している。これに伴いＷＬＡＮの市場はますます大きくなっている。

データ伝送量の増加に対する要求と無線伝送技術の発達によって初期１−２ＭｂｐｓであったＩＥＥＥ ８０２．１１規格を向上させ、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどの規格が確定されたり、標準化会議によって決定中にある。特にＮＩＩバンドの５ＧＨｚ帯域で６−５４Ｍｂｐｓの伝送率を有する８０２．１１ａは直交周波数分割多重化（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：以下、ＯＦＤＭという）を伝送技術として使用しており、ＯＦＤＭ伝送と５ＧＨｚ帯域の使用に対する関心の増加によって他の無線ＬＡＮ規格に比べて脚光を浴びている。

最近ＫＴ（ＫＴ ｃｏｒｐ．）はネッスポット（Ｎｅｓｐｏｔ）というＷＬＡＮを利用した無線インターネットサービスを商用化しサービス中にある。ネッスポットはＩＥＥＥ ８０２．１１ｂあるいはワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）の標準によるＷＬＡＮを利用してインターネットを利用できるようにするサービスをいう。無線データ通信システムのために現在標準化が完成されたり研究中であるものとして３Ｇ（３ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信とも呼ばれるようになるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｘ、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）、ＩＥＥＥ ８０２．１５．３等がある。この中で現在安価で無線データ通信をすることができ最も広く広がった規格はＩＥＥＥ ８０２．１１ｘに属するＩＥＥＥ ８０２．１１ｂである。ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂの標準を満足させるＷＬＡＮは最大伝送率１１Ｍｂｐｓでデータ伝送が可能で２．４Ｇｈｚ帯域すなわち、一定の電界以下で許可を受けなくて使用することができるＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｍｅｄｉｃａｌ）帯域を使用している。最近では５Ｇｈｚ帯域でＯＦＤＭ方式を使用し最大５４Ｍｂｐｓのデータ伝送が可能なＩＥＥＥ ８０２．１１ａを採用したＷＬＡＮの普及が増えている。

現在一般的に使用されているイーサネット（登録商標）やＷＬＡＮは全てキャリアセンシングマルチフルアクセス（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：以下、ＣＳＭＡという）方式を使用する。ＣＳＭＡ方式はチャネルの使用の可否検査し、チャネルが使用されていなければ（ｉｄｌｅ）伝送し、そうではない場合には一定の時間後に改めて伝送を試みる方式をいう。現在ＣＳＭＡ方式を改良したＣＳＭＡ／ＣＤ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）方式は有線ＬＡＮで使用されており、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式はパケット方式の無線データ通信に使用されている。

ＣＳＭＡ／ＣＤ方式でステーションは信号を伝送する中間に衝突の発生を感知すれば信号伝送を中断する方式を使用する。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式が伝送前にチャネルの使用の可否（Ｂｕｓｙ）を監視するとすればＣＳＭＡ／ＣＤ方式でステーションは信号の伝送中にチャネル上で信号の衝突の可否を監視する。ＣＳＭＡ／ＣＤ方式でステーションは信号の伝送中に衝突が探知されると伝送を中断し衝突の事実を知らせるために他のステーションにジャム（ｊａｍ）信号を伝送する。ジャム信号を伝送した後にステーションはランダムバックオフ（Ｒａｎｄｏｍ Ｂａｃｋ Ｏｆｆ）した後に改めて信号を伝送する。

ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でステーションはチャネルが空いた場合でも直ちにデータを伝送せず一定の時間を待った後にランダムバックオフした後に信号を伝送して信号の衝突を回避する。万一伝送中の信号の衝突が発生した場合にはランダムバックオフ時間を２倍単位で増加させ衝突の可能性をより一層低くする。

ＣＳＭＡ／ＣＡには物理的に信号を感知する方式（Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃａｒｒｉｅｒ ｓｅｎｓｉｎｇ）とＭＰＤＵ／ＰＳＤＵ（ＭＡＣ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ／ＰＨＹ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）にネットワークを占有する時間に対する情報を設定し、その時間の間ではネットワークを使用しないようにする仮想キャリアセンシング（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｉｎｇ）方式が存在する。ところで、ＭＰＤＵ／ＰＳＤＵを解釈できない場合、仮想キャリアセンシング方式を適用することができない。

ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎは５ＧＨｚのＩＥＥＥ ８０２．１１ａと２．４ＧＨｚの８０２．１１ｂ、ｇをカバーしており、多様な性能を有するステーションが共存するようになる。ところで、これら多様なステーションがＣＳＭＡ／ＣＡ方式で動作するためにはＭＰＤＵ／ＰＳＤＵを解釈することができなければならないが、高速で送受信されるデータを低速のステーションが処理できない場合が発生する。この場合、低速のステーションは仮想キャリアセンシングを遂行できなくなる。

図１は従来の８０２．１１プロトコルによるＰＰＤＵ（ＰＬＣＰ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ、ＰＬＣＰプロトコルデータユニット）の構成である。ＰＰＤＵはＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）ヘッダーとＰＳＤＵを含む。ＰＰＤＵのＰＬＣＰヘッダーのデータ率（ｒａｔｅ）フィールド（３）とデータの長さ（ｌｅｎｇｔｈ）フィールド（４）を使用すれば、付き従うデータフィールドの長さを計算することができる。この値によって、データが送受信されるのが、どれほどの時間を必要とするのかが分かるため、仮想キャリアセンシングを遂行することができる。また、受信されたＰＰＤＵから正確にＭＰＤＵを抽出することができる場合、このＭＰＤＵのヘッダーフィールド中の一つの「Ｄｕｒ／ＩＤ」フィールドを解釈し、媒体の使用予定時間の間、仮想で媒体が使用中（Ｂｕｓｙ）であると見なす。受信中のＰＰＤＵフレームのプリアンブルとシグナルフィールドが解釈されたが、エラーとなった場合にはＭＡＣでＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）でないＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の時間ほどを休んでバックオフ（ｂａｃｋｏｆｆ）に参加するようになる。これはＤＣＦ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）で追求するすべてのステーションの媒体接近においての公正性を保障できなくなる。

したがって伝送能力が向上されていないステーション（レガシーステーション、既存のプロトコルを使用するステーション）が含まれたネットワークで伝送能力が向上し、高速のデータを送受信するＨＴ（ハイ・スループット）ステーションがデータを送受信するようになる場合、ＨＴステーションが送受信するデータ内に存在するＤｕｒ／ＩＤフィールドを解釈できない結果として仮想キャリアセンシングを遂行できない。

図２は多様な伝送能力を有するステーションがネットワークに共存する場合、低速の伝送能力を有するステーションが仮想キャリアセンシングを遂行できない場合を示す図である。

ＨＴ ＳＴＡ１０１は８０２．１１ｎプロトコルによる高速ステーション（ハイ・スループット・ステーション）でチャネルボンディングまたはＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｏｕｔｐｕｔ）方式で動作するステーションであり、データ処理量が高いステーションを意味する。チャネルボンディングは二以上のチャネルにデータを送信することを意味する。送信ステーションがデータを伝送する時、自身の現在チャネルと隣接しているチャネルを選択し、二つのチャネルを束ねてチャネルを拡張する技術を意味する。ＭＩＭＯは複数のアンテナを使用して、指向性を電気的に制御するアダブティブアレイアンテナ技術の一つであって、指向性をビーム上で狭く減らしていくつかの独立した伝送路を形成し、アンテナ数ほど伝送速度を倍増させる。ところでチャネルボンディングまたはＭＩＭＯ方式でデータを送受信するようになれば、このような転送方式に合った、言い換えれば、伝送能力となるステーションは送受信されるデータを読むことができるが、そうではないステーション（レガシーステーション）はデータを読むことができない。物理的キャリアセンシングは物理層で特定値以上の受信パワーの感知の可否を把握してＭＡＣ層に媒体（ｍｅｄｉｕｍ）が使用中（ｂｕｓｙ）なのかまたは非使用中（ｉｄｌｅ）なのかを知らせることができるため送受信されるデータを解釈しなくても可能である。

送信側のＨＴ ＳＴＡ１０１が高速データ（ＨＴ Ｄａｔａ）を送信すると受信側１０２がこのデータを受信したことに対する応答を高速データ（ＨＴ Ａｃｋ）で送る。この時、他のＨＴ ＳＴＡ１０３は高速データ（ＨＴ Ｄａｔａ、ＨＴ Ａｃｋ）を解釈することができるため、ＨＴデータとＨＴ Ａｃｋが送受信される期間の間をＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）で設定して、媒体が使用中と見なした後、ＮＡＶ期間が終了すればＤＩＦＳ期間が過ぎた後にバックオフを通し媒体を占有してデータを送信することができる。

反面レガシーステーション２０１は８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇなどのプロトコルによるステーションで、ＨＴデータを解釈できないため、ＨＴ Ａｃｋが終了したことを物理的センシングを通じてチェックした後にＥＩＦＳ期間を待った後、バックオフに参加する。したがって他の高速ステーション１０１、１０２、１０３より相対的にさらに長い時間を待って媒体の割当を受けることができるため、効率が低いこともある。

一方８０２．１１標準ではＡＣＫ、ＲＴＳ（Ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ）またはＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）フレームのような制御応答フレームは直前フレームと同一なデータ伝送率で伝送したり同一データ伝送率に送ることができない場合、基本伝送率セット（ＢＳＳ Ｂａｓｉｃ Ｒａｔｅ Ｓｅｔ）のうち最も高い伝送率に送らなければならにと規定されており、ＨＴフレームはレガシーとは異なりＨＴプリアンブルとＨＴシグナルが追加されている。また追加ＨＴシグナルフィールドによるＰＰＤＵフレームのオーバーヘッドが増加され、ＡＣＫのような小さい大きさのフレームの場合にはレガシーＰＰＤＵよりむしろ効率が低下するという短所がある。レガシーＰＰＤＵヘッダーの長さは８０２．１１ａの場合２０ｕｓ（８０２．１１ａ）なのに比べて、新たに定義されるＨＴ ＰＰＤＵヘッダーの長さは４０ｕｓ以上である。

したがって、低速のレガシーステーションが高速のＨＴステーションが送信するデータを解釈できない場合、仮想キャリアセンシングが不可能なのは場合を防止し応答フレームのような小さいデータを高速に送る場合、ＨＴプリアンブルなしで送信しネットワークの使用効率を高める方案が必要である。
米国公開特許第２００３／０１３３４６９号公報

本発明は前記した問題点を改善するために案出されたもので、本発明は相異する伝送能力を有するステーションが無線ネットワークに共存する場合、伝送能力が低いステーションが仮想キャリアを遂行することができる方法および装置を提供するに目的がある。

本発明のまた他の目的は、伝送するデータの長さが短い場合、低い転送方式で送信し効率を高めるものである。

本発明の目的は以上で言及した目的に制限されず、言及されていないまた他の目的は次の記載から当業者に明確に理解できるであろう。

本発明の一実施形態による高速無線ネットワークで、下位互換性を提供しデータを受信する方法は無線ネットワークに接続する段階、前記無線ネットワークに接続した第１ステーションにチャネルボンディングによる第１データを送信する段階、および前記第１ステーションが前記チャネルボンディングに使用された各々のチャネルに送信した第２データを受信する段階を含み、前記第２データはＣＴＳフレームまたはＲＴＳフレームである。

本発明の一実施形態による高速無線ネットワークで、下位互換性を提供しデータを受信する装置は無線ネットワークに接続し前記無線ネットワークに接続した第１ステーションにチャネルボンディングによって第１データを送信する送信部、および前記第１ステーションが前記チャネルボンディングに使用された各々のチャネルに送信した第２データを受信する受信部を含み、前記第２データはＣＴＳフレームまたはＲＴＳフレームである。

本発明を具現することによって相異した伝送能力を有するステーションが無線ネットワークに共存する場合、低い伝送能力を有するステーションが仮想キャリアを遂行することができる。

本発明を具現することによって伝送するデータの長さが短い場合、効率を高めることができる。

その他、実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付した図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になるであろう。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく互いに異なる多様な形態で具現され得るものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにして、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されているもので、本発明は請求項の範囲によってのみ定義される。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。

以下、本発明の実施形態によって高速無線ネットワークでレガシー方式のデータを送受信する方法および装置を説明するためのブロック図または処理フローチャートに対する図を参照して本発明に対して説明する。

この時、処理フローチャート図の各ブロックとフローチャート図の組合せはコンピュータプログラムインストラクションによって遂行され得る可能性があることを理解することができるものである。これらコンピュータプログラムインストラクションは凡庸コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサに搭載され得るため、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備のプロセッサを通して遂行されるそのインストラクションがフローチャートブロックで説明された機能を遂行する手段を生成する。

これらコンピュータプログラムインストラクションは特定方式で機能を具現するためにコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を指向できるコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されることも可能なため、そのコンピュータ利用可能またはコンピュータ判読可能メモリに保存されたインストラクションはフローチャートブロックで説明された機能を遂行するインストラクション手段を内包する製造品目を生産することも可能である。

コンピュータプログラムインストラクションはコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上に搭載されることも可能なため、コンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備上で一連の動作段階が遂行され、コンピュータで実行されるプロセスを生成しコンピュータまたはその他プログラム可能なデータプロセシング装備を遂行するインストラクションはフローチャートブロックで説明された機能を実行するための段階を提供することも可能である。

また、各ブロックは特定された論理的機能を実行するため一つ以上の実行可能なインストラクションを含むモジュール、セグメントまたはコードの一部を示しえる。また、数種の代替実行形態ではブロックで言及された機能が順序を外れて発生することも可能であることに注目しなければならない。例えば、順次に図示されている二つのブロックは事実、実質的に同時に遂行されることも可能で、またはそのブロックが時々該当する機能により逆順で遂行されることも可能である。

８０２．１１ｎのようにＨＴデータ、または高速データを送受信することができる無線ネットワークを高速無線ネットワークという。また高速無線ネットワークの一実施形態として８０２．１１ｎのプロトコルにしたがい、これ以外にもレガシー方式の８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇと互換性（ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を成す無線ネットワークを意味する。

図３は本発明の一実施形態による応答フレームをレガシー方式で送信する例示図である。無線ネットワーク内にＨＴステーション１０１、１０２、１０３とレガシーステーション２０１が共存している。Ｓ１０段階で送信側ＨＴステーション１０１が受信側ＨＴステーション１０２にＨＴデータを伝送する。ＨＴデータとは前述したようにチャネルボンディング、ＭＩＭＯなどの方式を使用して高速で伝送するデータを意味する。ＨＴ（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ステーションは８０２．１１ｎのように高速のデータ伝送を可能にするプロトコルに順応するステーションを含む。受信側ＨＴステーション１０２とその他ＨＴステーション１０３はＨＴデータを解釈することができるため、仮想キャリアセンシングを遂行する。この時、レガシーステーション２０１はＨＴデータを解釈できないため仮想キャリアセンシングをすることができない。ただし、現在媒体が使用中であることを判断し、物理的キャリアセンシングを実行することができる。この場合、ＨＴデータの送信が終了しＳ１１段階に入るとＥＩＦＳ期間の間待った後、バックオフを実行することができる。

送信側ＨＴステーション１０１がＨＴデータ送信を完了するとＳ１１段階となる。この時、受信側ＨＴステーションはＳＩＦＳ期間が過ぎた後、レガシー応答フレームを送信する。レガシー応答フレームという、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇなどのプロトコルによって生成された応答フレームを意味する。レガシー応答フレームはレガシーステーションとＨＴステーションで共に送受信可能なフレームである。レガシー応答フレームを受信したＨＴステーション１０１、１０２、１０３はすべてレガシー応答フレームを解釈してレガシー応答フレームが終了するとＳ１２段階に入りＤＩＦＳ期間が過ぎた後、バックオフに参加する。

またレガシーステーションもやはりレガシー応答フレームを解釈することができるため、以前Ｓ１１段階から始まったＥＩＦＳの代りにレガシー応答フレームが終了する時点、すなわちＳ１２段階に進入しつつ、改めてＤＩＦＳ期間をすぎた後、ＨＴステーションと同一にバックオフに参加する。したがって図２で察し見たレガシーステーションがＨＴデータを解釈できないことによってＳ１２段階でＥＩＦＳの間、待機した後にバックオフに参加する場合を防ぐことができる。その結果レガシーステーションもバックオフに均等に参加することができ、性能の低下を発生させない。

図４は本発明の一実施形態によるＨＴステーションが送受信するＰＰＤＵの構造を見せる例示図である。

ＨＴステーションは２種の方式でデータを送受信することができる。２種の方式共にレガシープリアンブル（Ｌｅｇａｃｙ ｐｒｅａｍｂｌｅ）で始まるため、レガシーステーションも理解できるように構成されている。

レガシー方式のＰＰＤＵ（（ＰＬＣＰ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｄａｔａ ｕｎｉｔ）３０はＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｌｏｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）とデータペイロードを含む。Ｌ−ＳＩＧは図１で察し見たように、データ伝送率、予約ビット、長さ、パリティ、そしてテールビットで構成される。レガシー方式のＰＰＤＵはＬ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧ後にデータペイロードが存在する。Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧはパワー管理、信号に対する情報を含む。レガシープリアンブルの後にレガシーデータが付加される。したがってレガシーフレーム３０はＨＴステーションとレガシーステーションで共に解釈可能である。

一方レガシープリアンブルの後にＨＴプリアンブルを付加すればＨＴステーションは受信するＰＰＤＵ４０がＨＴデータであることを知るようになる。ＨＴプリアンブルにはＨＴデータに対する情報を含む。ＨＴプリアンブルはＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、ＨＴ−ＬＴＦで構成される。ＨＴ−ＳＩＧにはＨＴデータの長さ（Ｌｅｎｇｔｈ）、変調（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）とコーディング（ｃｏｄｉｎｇ）に対して定義したＭＣＳ情報（ＭＣＳ）、向上されたコーディング（ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｏｄｉｎｇ）の有無を知らせるビット、伝送がすべてのアンテナによって成されたのかの可否を示すサウンディングパケット（Ｓｏｕｎｄｉｎｇ ｐａｃｋｅｔ）、送信するＰＰＤＵ内のＨＴ−ＬＴＦの個数（Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ＨＴ−ＬＴＦ）、フレームのデータ領域にショットガード間隔（Ｓｈｏｒｔ Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の適用の可否（Ｓｈｏｒｔ ＧＩ）、スクランブラー（ｓｃｒａｍｂｌｅｒ）の初期値（ＳｃｒａｍｂｌｅｒＩＮＩＴ）、ＰＰＤＵが２０ＭＨｚまたは４０ＭＨｚ帯域で信号化されるのかに対する情報（２０／４０ＢＷ）、そしてエラーチェックのためのＣＲＣフィールドで構成される。このような情報を含むＨＴ−ＳＩＧ、ＨＴ−ＳＴＦ、そしてＨＴ−ＳＩＧで明示した個数だけのＨＴ−ＬＴＦ以後にＨＴデータが付加される。

図４で分かるように、短いデータを伝送する時にＨＴ ＰＰＤＵ４０に挿入して伝送すれば、実際伝送するデータよりさらに多いＨＴプリアンブルのためにオーバーヘッドが発生する。したがって制御フレームのように短い情報だけを含む場合にはレガシーＰＰＤＵ３０を使用するのが効率的である。またレガシーＰＰＤＵ３０はレガシーステーションが無線ネットワークに存在する時、レガシーステーションの仮想キャリアセンシングを可能にする。

図５は本発明の一実施形態による送信側がチャネルボンディングを使用してＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。送信側が現在チャネルと隣接している、真上または真下チャネルを選択し、二個のチャネルを束ねて伝送する場合、受信側は両チャネルにレガシー応答フレームを送信する。図５は各々のアンテナが互いに異なるチャネルをハンドリングすることができない場合の例示図である。受信側ＨＴステーションは単一アンテナ１８１を通して下位サブチャネルからレガシー応答フレーム３０を含むデータを上位サブチャネルで重畳させる重畳モードを使用する。

この場合上、下位サブチャネルを通してレガシー応答フレーム３０を送信することができ、ＨＴステーションと上、下位サブチャネルに存在するレガシーステーションはレガシー応答フレーム３０を受信することができる。レガシー応答フレームを含むＰＰＤＵはＬ−ＳＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｈｏｒｔ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＬＴＦ（Ｌｅｇａｃｙ Ｌｏｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）、Ｌ−ＳＩＧ（Ｌｅｇａｃｙ Ｓｉｇｎａｌ Ｆｉｅｌｄ）とデータペイロードを含む。レガシー応答フレームを含むＰＰＤＵに対しては図４で前述した。

図６は本発明の他の実施形態による送信側がチャネルボンディングを使用してＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。図５とは異なり、各々のアンテナ１８１、１８２が互いに異なるチャネルでデータを送信する場合である。送信側が現在チャネルと隣接している、真上または真下チャネルを選択し二個のチャネルを束ねて伝送する場合、受信側は両チャネルにレガシー応答フレームを送信する。図５とは異なり、各々のアンテナ１８１、１８２が互いに異なるチャネルをハンドリングすることができる場合の例示図である。受信側は各々のアンテナ１８１、１８２を使用して、下位サブチャネルと上位サブチャネルをアクセスし、同一なレガシー応答フレーム３００を送信する。レガシーフォーマットに従うフレームの構成は図４で説明したところと同じである。

図５、図６のチャネルボンディングを使用して送られたフレームに対する応答でレガシー方式のデータを制御チャネル（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｈａｎｎｅｌ）と拡張チャネル（ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｃｈａｎｎｅｌ）両チャネルに同時に送ることによって、拡張チャネルに存在するステーションに対してもデータが受信され得るようにする。

図７は送信側がチャネルボンディングを使用せずＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。送信側がＭＩＭＯ技術を使用してＨＴデータを伝送した場合、受信側では一つのアンテナ１８１を選択し、現在チャネル内でレガシーフォーマットによる応答フレームを送るようになる。送信側は該当チャネルを通して受信したレガシーフォーマットの応答フレームを受信することができ、他のＨＴステーションもレガシー応答フレームを解釈して仮想キャリアセンシングを遂行することができる。また該当チャネルに存在するレガシーステーションもやはりレガシー応答フレームを解釈することができる。レガシーフォーマットによるフレームの構成は図４で説明したものと同様である。

図５ないし図７で受信側ＨＴステーションは送信側ＨＴステーションが送信した方式によって多様にレガシーＰＰＤＵを送信するのを察し見た。受信側ＨＴステーションが送信側ＨＴステーションの送信方式を知るためには図４で察し見たＨＴ ＰＰＤＵのＨＴ−ＳＩＧでＭＣＳ値を察し見れば知ることが出来る。表（１）に提示されたＭＣＳ値によってデータの伝送に使用されたアンテナの数または空間的ストリーム（Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｔｒｅａｍ）の数、使用された変調方式（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、コーディング率（ｃｏｄｉｎｇ ｒａｔｅ）、ガード間隔（Ｇｕａｒｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ）、そしてチャネルボンディングの可否（４０ＭＨｚモード）を知ることができる。表（１）はＭＣＳテーブルの例示である。

ＨＴステーションは応答フレームの他にもＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ）フレーム、ＲＴＳ（Ｒｅａｄｙ−ｔｏ−Ｓｅｎｄ）フレームのように短い情報を含む制御フレームのＰＰＤＵをレガシー方式で伝送し得る。レガシー方式で伝送する時、レガシーステーションが仮想キャリアセンシングを遂行し得る。レガシー方式で伝送する時、ＨＴプリアンブルを付加する必要がないため、少ない量のデータを送信する時にはオーバーヘッドを減らすことができる。多い量のデータを伝送する時にはＨＴ方式のＰＰＤＵを送信し、制御フレームのような少ない量のデータはレガシー方式のＰＰＤＵを送信し、全体ネットワーク送受信データの量を減らしレガシーステーションと共存する無線ネットワークを具現することができる。

本実施形態で使用される「〜部」という用語、すなわち「〜モジュール」または「〜テーブル」などはソフトウェア、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）または注文型半導体（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ、ＡＳＩＣ）のようなハードウェア構成要素を意味し、モジュールはある機能を遂行する。しかし、モジュールはソフトウェアまたはハードウェアに限定されるという意味ではない。モジュールはアドレッシングできる保存媒体に存在するように構成され得るが、またはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成され得る。したがって、一例としてモジュールはソフトウェア構成要素、オブジェクト指向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素およびタスク構成要素のような構成要素と、プロセス、関数、属性、プロシーザ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ、および変数を含む。構成要素とモジュールのうちで提供されている機能はさらに小さい数の構成要素およびモジュールに結合したり追加的な構成要素とモジュールにさらに分離することができる。それだけでなく、構成要素およびモジュールはデバイス内の一つまたはそれ以上のＣＰＵを再生させるように具現され得る。

図８は本発明の一実施形態によるレガシー方式のデータを送信するＨＴステーションの構成図である。ＨＴステーション１００は大きく分けて送信部１１０、受信部１２０、エンコーディング部１３０、デコーディング部１４０、制御部１５０、レガシー送信制御部１６０、そしてアンテナ１８１、１８２で構成される。アンテナ１８１、１８２は無線信号を送受信する機能をする。

送信部１１０は前記アンテナ１８１、１８２に信号を送り、エンコーディング部１３０は前記送信部１１０が送る信号を作るためにデータをエンコーディングする作業をする。
ＭＩＭＯ方式で二つ以上のアンテナを通して信号を送信するためにはデータを分けてエンコーディングすることが必要である。またチャネルボンディング方式で信号を送信するために送信部は現在チャネルと隣接している真上または真下チャネルを選択し、二つのチャネルを束ねて信号を伝送する。

受信部１２０は前記アンテナ１８１、１８２から信号を受信し、デコーディング部１４０はこの信号をデータにデコーディングする作業をする。ＭＩＭＯ方式で受信されたデータはこれらデータを統合する過程が必要である。チャネルボンディングの方式を使用して受信されたデータは二つのチャネルのデータを統合する過程が必要である。

レガシー送信制御部１６０は応答（ＡＣＫ）フレーム、ＣＴＳフレーム、ＲＴＳフレームのような短い長さのデータを送信する場合、レガシー方式で送信するように制御する。
制御部１５０は前記各構成要素間の情報交換および制御を担当する。

図９は本発明の一実施形態によるＨＴステーションがＨＴフレームを受信してこれに対する応答としてレガシーフレームを送信する過程を見せるフローチャートである。

無線ネットワークに接続する（Ｓ３０１）。この時、必ず生成された無線ネットワークに接続することだけを意味するものではなく、無線ネットワークを生成することもこれに含まれる。例えばＡＰ（Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）のようにＢＳＳ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）を生成する過程もこれに含まれる。そしてこのネットワークに存在する第１ステーションが第１プロトコルによって送信した第１データを受信する（Ｓ３０２）。第１プロトコルは前述したように８０２．１１ｎのような高速の方式で送受信されるプロトコルを意味する。またレガシー方式のプロトコルと下位互換性（ｄｏｗｎｗａｒｄ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ）を有するプロトコルを意味する。

下位互換性とは、より良い性能またはより良い機能を提供するプロトコルまたはソフトウェアなどが以前に提示されたプロトコルまたはソフトウェアと互換が可能になることを意味する。例えば、８０２．１１ｎは８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇで送受信するデータを解釈することができ、これに対して高速のデータを送受信することができる。プロトコル以外にもソフトウェアがアップグレードされつつ、既存のバージョンで生成されたデータを解釈したり管理することができるようにする機能を下位互換性という。

受信した後には第１データがチャネルボンディング方式によって送信されたのかを検討する（Ｓ３１０）。チャネルボンディング方式によって送信された場合、チャネルボンディングに使用された各々のチャネルを通して第２プロトコルによる第２データを前記第１ステーションに送信する（Ｓ３２０）。前記第２プロトコルはチャネルボンディングする時、各チャネルに存在するレガシーステーションが解釈できるフレームを送ることを意味する。したがって、第１プロトコルがＩＥＥＥ８０２．１１ｎの方式による場合、第２プロトコルはＩＥＥＥ８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇのように８０２．１１ｎが下位互換性を保障するプロトコルを含む。送る方式に対しては図５と図６で察し見た。

一方Ｓ３１０段階でチャネルボンディング方式によって送信されない場合、例えばＭＩＭＯのような方式で送信された場合には第１データが受信されたチャネルに第２プロトコルによる第２データを送信する（Ｓ３３０）。送信する過程については図７で察し見た。前述したように第２プロトコルは第１プロトコルが下向互換を保障するプロトコルを含む。

図９の無線ネットワークはＡＰが存在するＢＳＳでもあり得て、ＡＰが存在しない独立ＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）でもあり得る。また第２データは短い長さのデータとして、ＡＣＫ、ＣＴＳ、ＲＴＳのような制御フレームを含む。

第２データはレガシーステーションが解釈することができるようにし、レガシーステーションも仮想キャリアセンシングを可能にするデータである。それだけでなく、レガシーステーションが含まれていない無線ネットワークの場合、第２データを使用して伝送効率を高めることができる。

本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施され得るということを理解するはずである。したがって以上に記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないものと理解しなければならない。本発明の範囲は前記詳細な説明よりは特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および範囲そしてその均等概念から導出されるすべ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ものと解釈されなければならない。

従来の８０２．１１プロトコルによるＰＰＤＵの構成である。 多様な伝送能力を有するステーションがネットワークに共存する場合、低速の伝送能力を有するステーションが仮想キャリアセンシングを遂行できない場合を示す図である。 本発明の一実施形態による応答フレームをレガシー方式で送信する例示図である。 本発明の一実施形態によるＨＴステーションが送受信するＰＰＤＵの構造を見せる例示図である。 本発明の一実施形態による送信側がチャネルボンディングを使用してＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。 本発明の他の実施形態による送信側がチャネルボンディングを使用してＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。 送信側がチャネルボンディングを使用せずＨＴデータを送信する場合、受信側がレガシー応答フレームを伝送する例示図である。 本発明の一実施形態によるレガシー方式のデータを送信するＨＴステーションの構成図である。 本発明の一実施形態によるＨＴステーションがＨＴフレームを受信してこれに対する応答としてレガシーフレームを送信する過程を見せるフローチャートである。

Claims (15)

1. 少なくとも第１の無線ネットワーク装置と第２の無線ネットワーク装置と第３の無線ネットワーク装置とを含む無線ネットワークにおいてデータを通信する方法であって、
   前記第１の無線ネットワーク装置が、データを伝送する第１チャネルと、それに隣接する第２チャネルとを束ねてチャネルを拡張するチャネルボンディングをして形成したボンディングチャネルを通して第１データを送信する段階と、
   前記第２の無線ネットワーク装置が、前記ボンディングチャネルを通して前記第１データを受信し、それに応答して前記第１チャネルと前記第２チャネルの各々を通して第２データを送信する段階と、
   前記第３の無線ネットワーク装置が、前記第２データを受信する段階と、
   前記第１の無線ネットワーク装置と前記第２の無線ネットワーク装置と前記第３の無線ネットワーク装置とが同じ所定期間経過後にバックオフに参加する段階と
   を含み、
   前記第３の無線ネットワーク装置は前記ボンディングチャネルを通して送信された第１データを受信して解釈できず、
   前記第２データはＣＴＳ（ｃｌｅａｒ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）フレームまたはＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）フレームを含む、方法
2. 前記無線ネットワークは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準を基盤とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１データは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準を基盤とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記第２データは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ａ標準、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ標準、またはＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ標準を基盤とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記第２データは、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）プロトコルデータユニット（ＰＬＣＰ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）で受信される、請求項４に記載の方法。
6. 前記第２データを送信する段階は、前記第１および第２隣接チャネル各々を通して前記第２データを個別的に同時に送信する段階を含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記第１データは、第１プロトコルを基盤とし、前記第２データは、第２プロトコルを基盤とし、前記第１プロトコルは前記第２プロトコルと下位互換性を有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の無線ネットワーク装置と前記第２の無線ネットワーク装置とは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎプロトコルを基盤とする、請求項１に記載の方法。
9. データを伝送する第１チャネルと、それに隣接する第２チャンネルとを束ねてチャネルを拡張するチャネルボンディングをして形成したボンディングチャネルを通してデータを送信するように構成された送信部と、
   ボンディングチャネルを通して第１データを受信する受信部と、
   前記受信部が前記ボンディングチャネルを通して前記第１データを受信すると、それに応答して、前記送信部に、前記第１チャネルと前記第２チャネルの各々を通して第２データを送信させるレガシー送信制御部と、
   を含み、前記第２データはＣＴＳ（ｃｌｅａｒ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）フレームまたはＲＴＳ（ｒｅｑｕｅｓｔ−ｔｏ−ｓｅｎｄ）フレームを含む、無線ネットワーク装置。
10. 前記無線ネットワークは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準を基盤とする、請求項９に記載の無線ネットワーク装置。
11. 前記第１データは、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ標準を基盤とする、請求項９に記載の無線ネットワーク装置。
12. 前記第２データはＩＥＥＥ ８０２．１１ａ標準、ＩＥＥＥ ８０２．１１ｂ標準、またはＩＥＥＥ ８０２．１１ｇ標準を基盤とする、請求項９に記載の無線ネットワーク装置。
13. 前記第２データはＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）プロトコルデータユニット（ＰＬＣＰ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ Ｄａｔａ Ｕｎｉｔ）で受信される、請求項１１に記載の無線ネットワーク装置。
14. 前記第２データは、前記受信部によって受信され、前記第１および第２チャンネル各々を通して個別的に同時に受信される、請求項９に記載の無線ネットワーク装置。
15. 前記第１データは、第１プロトコルを基盤とし、前記第２データは、第２プロトコルを基盤とし、前記第１プロトコルは前記第２プロトコルと下位互換性を有する、請求項９に記載の無線ネットワーク装置。

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