JP5140419B2 - 高速無線ネットワークで下位互換性を提供してデータを送信する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、無線ネットワークに係り、より詳細には、高速無線ネットワークで下位互換性を提供してデータを送信する方法及び装置に関する。

最近、インターネットの普及とマルチメディアデータの急増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（ローカルエリアネットワーク）は、１９８０年代後半から導入されて初期に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）が一般的に使われている。最近には、ギガビットイーサネット（登録商標）に対する研究が活発に進められている。一方、無線でネットワークに接続して通信しようとする試みは無線ＬＡＮ（以下、ＷＬＡＮと言う）に対する研究開発を促進させ、その結果として最近にはＷＬＡＮの普及が次第に拡散されている。ＷＬＡＮは、有線ＬＡＮに比べてデータ伝送率と安定性で性能が落ちるが、無線でもネットワークを構成することができ、移動性が良いという長所を有している。これにより、ＷＬＡＮの市場は次第に大きくなっている。

データ送信量の増加に対する要求と無線伝送技術の発達につれて、初期１−２ＭｂｐｓであったＩＥＥＥ８０２．１１規格を向上させて８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇ、８０２．１１ｎなどの規格が確定されたり、標準化会議を通じて決定の最中にある。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（以下、ＯＦＤＭと言う）を伝送技術として用いており、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（韓国通信）は、ネスポット（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てサービス中である。ネスポットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂあるいはＷｉ−Ｆｉの標準によるＷＬＡＮを用いてインターネットを利用するサービスを言う。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（３ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）通信と呼ばれるＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘ、ブルートゥース、ＩＥＥＥ８０２．１５．３などがある。この中で、現在安価で無線データ通信ができて最も広く使われる規格は、ＩＥＥＥ８０２．１１ｘに属するＩＥＥＥ８０２．１１ｂである。ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ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、一定した電界以下で許可を受けなくても使用できるＩＳＭ（Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ、Ｍｅｄｉｃａｌ）帯域を用いている。最近には、５Ｇｈｚ帯域でＯＦＤＭ方式を用いて最大５４Ｍｂｐｓのデータ伝送が可能なＩＥＥＥ８０２．１１ａを採用したＷＬＡＮの普及が増えている。

現在、一般的に使われているイーサネット（登録商標）やＷＬＡＮは、すべてキャリアセンシングマルチプルアクセス（以下、ＣＳＭＡと言う）方式を使う。ＣＳＭＡ方式は、チャネルの使用如何を検査してチャネルが使われていなければ（ｉｄｌｅ）、伝送し、そうではない場合には、所定時間後に再び伝送を試みる方式を言う。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で使われており、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われている。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う。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式が伝送前にチャネルの使用如何（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如何を監視する。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れば、伝送を中断し、衝突事実を知らせるために他のステーションにジャム信号を伝送する。ジャム信号を伝送した後にステーションは、ランダム時間の間に遅延（ランダムバックオフ）した後にまた信号を伝送する。ＣＳＭＡ／ＣＡ方式でステーションは、チャネルが空くようになる場合でも、すぐデータを伝送せず所定時間後にランダムバックオフした後、信号を伝送して信号の衝突を回避する。もし、伝送中である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倍に増加させて衝突可能性をさらに低める。

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ついての情報を設定して、その時間の間にはネットワークを使わ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。ところが、ＭＰＤＵ／ＰＳＤＵを解析することができない場合、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。

８０２．１１ｎは、２．４ＧＨｚの８０２．１１ａと５ＧＨｚの８０２．１１ｂ、ｇとをカバーしており、多様な性能を有するステーションが共存する。ところが、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を解析し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することが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実行することができなくなる。

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とを含む。ＰＰＤＵのＰＬＣＰヘッダーのデータ率（ｒａｔｅ）フィールド３とデータ長さ（ｌｅｎｇｔｈ）フィールド４とを使えば、後続のデータフィールドの長さを計算できる。この値によってデータ送受信に必要な時間が分かるので、仮想キャリアセンシングを実行できる。また、受信されたＰＰＤＵで正確にＭＰＤＵを抽出できる場合、このＭＰＤＵのヘッダーフィールドの一つである“Ｄｕｒ／ＩＤ”フィールドを解析して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。受信中であるＰＰＤＵフレームのプリアンブルとシグナルフィールドとの解析は行われたが、エラーが生じた場合にはＭＡＣでＤＩＦＳ（ＤＣＦ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）ではないＥＩＦＳ（Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＩｎｔｅｒＦｒａｍｅ Ｓｐａｃｅ）の時間分経てバックオフに参与する。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アクセスにおける公正性を保障できなくなる。

したがって、伝送能力が向上し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うステーション）が含まれたネットワークで伝送能力が向上して高速のデータを送受信するＨＴ（Ｈｉｇｈ Ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ）ステーションがデータを送受信する場合、ＨＴステーションが送受信するデータ内に存在するＤｕｒ／ＩＤフィールドを解析できなかった結果で仮想キャリアセンシングを実行できない。

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実行できない場合を示す図面である。

ＨＴ ＳＴＡ１０１は、８０２．１１ｎプロトコルによる高速ステーション（Ｈｉｇｈ ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ ｓｔａｔｉｏｎ）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、二つ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とを選択して、二つのチャネルを結束してチャネルを確張する技術を意味する。ＭＩＭＯは、複数のアンテナを用いて指向性を電気的に制御するアダプティブアレイアンテナ技術の一つであって、指向性をビーム状に狭く減らしていくつかの独立した伝送路を形成し、アンテナ数分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れば、このような伝送方式に適当な、言い換えれば、伝送能力になるステーションは送受信されるデータを読取りできるが、そうではないステーション（レガシーステーション）はデータを読取りできない。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感知如何を把握してＭＡＣ層に媒体（ｍｅｄｉｕｍ）が使用中（ｂｕｓｙ）であるか、または非使用中（ｉｄｌｅ）であるかを知らせうるので、送受信されるデータを解析しなくても可能である。

送信側であるＨＴ ＳＴＡ１０１が高速データ（ＨＴ Ｄａｔａ）を送信すれば、受信側１０２がこのデータを受信したということに対する応答を高速データ（ＨＴ Ａｃｋ）に送る。このとき、他のＨＴ ＳＴＡ１０３は、高速データ（ＨＴ Ｄａｔａ、ＨＴ Ａｃｋ）を解析できるので、ＨＴデータとＨＴ Ａｃｋとが送受信される期間の間をＮＡＶ（Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）に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期間が経った後にバックオフを介して媒体を占有してデータを送信できる。

一方、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データを解析できないので、ＨＴ Ａｃｋが終了したことを物理的センシングによってチェックした後、ＥＩＦＳ期間を待った後にバックオフに参与する。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を割り当てられるので、効率が低いことがある。

一方、８０２．１１標準では、ＡＣＫまたはＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ ｔｏ Ｓｅｎｄ）のような制御応答フレームは直前のフレームと同一のデータ伝送率で伝送するか、同一データ伝送率で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で送らなければならないと規定されており、ＨＴフレームはレガシーと異なってＨＴプリアンブルとＨＴシグナルとが追加されている。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して、ＡＣＫのような小サイズのフレームの場合には、レガシーＰＰＤＵよりむしろ効率が落ちる短所がある。レガシーＰＰＤＵヘッダーの長さは８０２．１１ａの場合、２０ｕｓ（８０２．１１ａ）であるのに比べて新たに定義されるＨＴ ＰＰＤＵヘッダー長さは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析できない場合、仮想キャリアセンシングが不可能になる場合を防止して応答フレームのような小データを高速で送る場合、ＨＴプリアンブルなしに送信してネットワークの使用効率を高める方案が必要である。

本発明は、前記問題点を改善するために案出されたものであって、本発明は、相異な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実行できる方法及び装置を提供するところに目的がある。

本発明の他の目的は、伝送するデータの長さが短い場合、低い伝送方式で送信して効率を高めることである。

本発明は、前述した目的に制限されず、言及されていないさらなる目的は、下記から当業者に明確に理解されるであろう。

本発明は、無線ネットワークに係り、より詳細には、高速無線ネットワークで下位互換性を提供してデータを送信する方法及び装置に関する。

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てデータを送信する方法は、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ステーションが送信したチャネルボンディング方式による第１データを受信する段階、及び前記チャネルボンディングに使われた各々のチャネルに第２データを送信する段階を含み、前記第２データはＣＴＳ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てデータを送信する装置は、無線ネットワークに接続して前記無線ネットワークに接続した第１ステーションが送信したチャネルボンディング方式による第１データを受信する受信部、及び前記チャネルボンディングに使われた各々のチャネルに第２データを送信する送信部を含み、前記第２データはＣＴＳフレームである。

本発明を具現することで相異な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、低い伝送能力を有するステーションが仮想キャリアを実行できる。

本発明を具現することで伝送するデータの長さが短い場合、効率を高めうる。

その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。

本発明の利点及び特徴、そしてそれらの達成方法は、添付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。しかし、本発明は、以下に開示される実施形態に限定されず、相異なる多様な形態で具現でき、単に本実施形態は本発明の開示を完全にし、当業者に発明の範ちゅうを完全に知らせるために提供され、本発明は特許請求の範囲によってのみ定義される。明細書全体にわたって同一参照符号は、同一構成要素を指称する。

以下、本発明の実施形態よって高速無線ネットワークで下位互換性を提供してデータを送信する方法及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を参考にして、本発明について説明する。このとき、処理フローチャートの各ブロックとフローチャートとの組合わせは、コンピュータプログラムインストラクションによって行われるということを理解できるであろう。これらコンピュータプログラムインストラクションは、汎用コンピュータ、特殊用コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサに搭載されることができるので、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備のプロセッサを介して行わ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実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のプログラム可能なデータプロセッシング装備が備えられるコンピュータによって利用可能または読取可能なメモリに保存されることも可能なので、そのコンピュータによって利用可能または読取可能な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行うインストラクション手段を含む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のプログラム可能なデータプロセッシング装備上に搭載されることも可能なので、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備上で一連の動作段階が行われてコンピュータで実行されるプロセスを生成してコンピュータまたはその他のプログラム可能なデータプロセッシング装備を行う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の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表すことができる。また、いくつかの代替実行例では、ブロックで言及された機能が順序から外れて発生することも可能であるということに注目しなければならない。例えば、相次いで示されている二つのブロックは、実質的に同時に行われることも可能であり、またはそのブロックが時々該当する機能によって逆順に行わ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できる無線ネットワークを高速無線ネットワークと言う。また、高速無線ネットワークの一実施形態で８０２．１１ｎのプロトコルにより、以外にもレガシー方式の８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇと互換性を形成する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って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とが共存している。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などの方式を用い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とその他のＨＴステーション１０３は、ＨＴデータを解析できるので、仮想キャリアセンシングを実行する。このとき、レガシーステーション２０１は、ＨＴデータを解析できないので仮想キャリアセンシングができない。但し、現在媒体が使用中であることを判断して物理的キャリアセンシングすることはある。この場合、ＨＴデータの送信が終了してＳ１１段階に入ると、ＥＩＦＳ期間の間に待った後、バックオフを実行できる。

送信側ＨＴステーション１０１がＨＴデータ送信を完了すれば、Ｓ１１段階になる。このとき、受信側ＨＴステーションは、ＳＩＦＳ期間が経った後、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は、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ステーションとをすべて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析してレガシー応答フレームが終了すれば、Ｓ１２段階に入ってＤＩＦＳ期間が経った後、バックオフに参与する。

また、レガシーステーションもレガシー応答フレームを解析できるので、以前のＳ１１段階から始めた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段階に進入しながら再びＤＩＦＳ期間を経った後、ＨＴステーションと同様にバックオフに参与する。したがって、図２で説明したレガシーステーションがＨＴデータを解析できないことによってＳ１２段階でＥＩＦＳの間に待機した後にバックオフに参与する場合を阻みうる。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与することができ、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の構造を示す例示図である。

ＨＴステーションは、二つの方式でデータを送受信できる。二つの方式すべてがレガシープリアンブルで始めるので、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とを含む。Ｌ−ＳＩＧは、図１で説明したように、データ伝送率、予約ビット、長さ、パリティー、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の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、信号についての情報を含む。レガシープリアンブル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とをすべて解析可能である。

一方、レガシープリアンブル後に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データであることが分かる。ＨＴプリアンブルには、ＨＴデータについての情報を含む。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、変調とコーディングに対して定義したＭＣＳ情報（ＭＣＳ）、向上したコーディング（ａｄｖａｎｃｅｄ ｃｏｄｉｎｇ）如何を知らせるビット、伝送がすべてのアンテナによって行われたか否かを表わすサウンディングパケット、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ートガード間隔の適用如何（Ｓｈｏｒｔ ＧＩ）、スクランブラーの初期値（ＳｃｒａｍｂｌｅｒＩＮＩＴ）、ＰＰＤＵが２０ＭＨｚまたは４０ＭＨｚ帯域で信号化されるかについての情報（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で明示した個数分のＨＴ−ＬＴＦ以後にＨＴデータが付加される。

図４から分かるように、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な短い情報のみを含む場合には、レガシーＰＰＤＵ３０を使うことが効率的である。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用いて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、直上または直下のチャネルを選択して二つのチャネルを結束して伝送する場合、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、各々のアンテナが相異なるチャネルをハンドリング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を介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に重畳させる重畳モードを使う。

この場合、上、下位サブチャネルを介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を受信できる。レガシー応答フレームを含むＰＰＤＵは、Ｌ−ＳＴＦ、Ｌ−ＬＴＦ、Ｌ−ＳＩＧとデータペイロードとを含む。レガシー応答フレームを含むＰＰＤＵについては図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用いて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と異なって、各々のアンテナ１８１、１８２が相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、直上または直下のチャネルを選択して二つのチャネルを結束して伝送する場合、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と異なって、各々のアンテナ１８１、１８２が相異なるチャネルをハンドリング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を用いて下位サブチャネルと上位サブチャネルとをアクセスして同一のレガシー応答フレーム３０を送信する。レガシーフォーマットによるフレームの構成は、図４で説明したようである。

図５、図６のチャネルボンディングを用いて送っ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と拡張チャネルの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わずに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技術を用いてＨＴデータを伝送した場合、受信側では一つのアンテナ１８１を選択して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。送信側は、該当チャネルを介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析して仮想キャリアセンシングを実行できる。また、該当チャネルに存在するレガシーステーションもレガシー応答フレームを解析できる。レガシーフォーマットによるフレームの構成は、図４で説明したようである。

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を送信することを説明した。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で説明したＨＴ ＰＰＤＵのＨＴ−ＳＩＧでＭＣＳ値を見れば分かる。（表１）に提示されたＭＣＳ値によってデータの伝送に使われたアンテナの数または空間的ストリーム（Ｓｐａｔｉａｌ Ｓｔｒｅａｍ）の数、使われた変調方式、コーディング率、ガード間隔、そしてチャネルボンディング如何（４０ＭＨｚモード）が分かる。（表１）は、ＭＣＳテーブルの例示である。

ＨＴステーションは、応答フレーム外にもＣＴＳ（Ｃｌｅａｒ−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できる。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実行できる。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ので、少量のデータを送信時にはオーバーヘッドを減らしうる。多量のデータを伝送時にはＨＴ方式のＰＰＤＵを送信し、制御フレームのような少量のデータはレガシー方式のＰＰＤＵを送信して全体ネットワークの送受信データの量を減らして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できる。

本実施形態で使われる‘〜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、モジュールは或る機能を実行する。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意味ではない。モジュールは、アドレッシングできる記録媒体にあるように構成することもでき、一つまたはそれ以上のプロセッサを再生させるように構成することもある。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、客体志向ソフトウェア構成要素、クラス構成要素及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、プロシージャ、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバー、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、及び変数を含む。構成要素とモジュール内で提供される機能は、さらに少ない数の構成要素及びモジュールに結合されるか、追加的な構成要素とモジュールとにさらに分離されうる。それだけでなく、構成要素及びモジュールは、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ることもある。

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行う。

送信部１１０は、前記アンテナ１８１、１８２で信号を送って、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介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直上または直下のチャネルを選択して二つのチャネルを結束して信号を伝送する。

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用い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フレームのように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及び制御を担当する。

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、これに対する応答でレガシーフレームを送信する過程を示すフローチャートである。

無線ネットワークに接続する（Ｓ３０１）。このとき、必ずしも生成された無線ネットワークに接続することのみ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）を生成させ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であることを意味する。例えば、８０２．１１ｎは、８０２．１１ａ、８０２．１１ｂ、８０２．１１ｇで送受信するデータを解析することができ、これに対して高速のデータを送受信できる。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ながら、既存バージョンで生成されたデータを解析するか、管理させる機能を下位互換性と言う。

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われた各々のチャネルに第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時に各チャネルに存在するレガシーステーションが解析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８０２．１１ｎの方式による場合、第２プロトコルは８０２．１１ａ、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。送る方式については図５と図６で説明した。

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ていない場合、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で説明した。前述したように、第２プロトコルは、第１プロトコルが下位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であり、ＡＰが存在していない独立ＢＳＳ（Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ）であり得る。また、第２データは、短い長さのデータであって、ＡＣＫ、ＣＴＳ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をして解析可能にして、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データを用いて送信効率を高めうる。

当業者ならば、本発明がその技術的思想や必須的な特徴を変更せず、他の具体的な形態に実施されるということを理解できるであろう。したがって、前述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものであり、限定的ではないということを理解せねばならない。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表われ、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析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実行できない場合を示す図面である。 本発明の一実施形態によって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の構造を示す例示図である。 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用いて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用いて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わずに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、これに対する回答でレガシーフレームを送信する過程を示すフローチャートである。

Claims (10)

1. 高速ステーションで
   チャネルボンディング方式によって形成された第１及び第２隣接チャネルを介してレガシーフォ―マットを有するデータと高速フォ―マットを有するデータを含む第１データを送信する段階、および
   高速ステーションで
   前記第１及び第２隣接チャネルの各々を経由してレガシーフォ―マットを有する第２データを受信する段階を含み、
   前記第１データは、ＲＴＳフレームであり、前記第２データは、前記ＲＴＳフレームに応答するＣＴＳフレームであることを特徴とする無線ネットワークでのデータ送受信方法。
2. 前記無線ネットワークは、８０２．１１ｎ標準によることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークでのデータ送受信方法。
3. 前記レガシーフォ―マットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ標準、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ標準またはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ標準を基盤とすることを特徴とする請求項２に記載の無線ネットワークでのデータ送受信方法。
4. 前記受信された第２データは、前記第１及び第２隣接チャネルに同時に各々チャネルボンディングを使わず伝送されることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークでのデータ送受信方法。
5. 前記第１データ及び前記第２データは、同時に各々伝送されることを特徴とする請求項１に記載の無線ネットワークでのデータ送受信方法。
6. チャネルボンディング方式によって形成された第１及び第２隣接チャネルを介してレガシーフォ―マットを有するデータと高速フォ―マットを有するデータを含む第１データを送信する送信部と、
   前記第１及び第２隣接チャネルの各々を経由してレガシーフォ―マットを有する第２データを受信する受信部と、を含み、
   前記第１データは、ＲＴＳフレームであり、前記第２データは、前記ＲＴＳフレームに応答するＣＴＳフレームであることを特徴とする無線高速ネットワーク装置。
7. 前記無線高速ネットワークは、８０２．１１ｎ標準によることを特徴とする請求項６に記載の無線高速ネットワーク装置。
8. 前記レガシーフォ―マットは、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ標準、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ標準またはＩＥＥＥ８０２．１１ｇ標準を基盤とすることを特徴とする請求項７に記載の無線高速ネットワーク装置。
9. 前記受信された第２データは、前記第１及び第２隣接チャネルに同時に各々チャネルボンディングを使わず送信されることを特徴とする請求項６に記載の無線高速ネットワーク装置。
10. 前記第１データ及び前記第２データは、同時に各々伝送されることを特徴とする請求項９に記載の無線高速ネットワーク装置。

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