KR100567821B1 - 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 장치및 방법 - Google Patents

블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 장치및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 애드 혹(Ad Hoc) 무선 통신에 있어서, IEEE 802.11e의 블록 데이터 프레임 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용하여 네트워크 성능이 좋아짐에 따라 차별화된 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 적용하도록 새로운 MAC 프레임 포맷을 제시함으로써 데이터 프레임의 전송 효율(Throughput)을 극대화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 스테이션(BlockAck Station)은 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드를 전환하는 역할을 하는 모드 전환 모듈, ADDBA(Add BlockAck) 요청/응답 프레임, DELBA(Delete BlockAck) 요청/응답 프레임을 포함한 각종 MAC 프레임을 생성하는 MAC 프레임 발생 모듈, 및 상기 모듈로부터 발생된 프레임을 송수신하기 위한 MAC 프레임 송수신 모듈로 이루어진다.
본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘은, 네트워크 성능에 따라 차별화 되어 종래의 IEEE 802.11e의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 그대로 사용하는 모드, 재전송 데이터 프레임(Retransmission Data Frame) 외에 고정된 수만큼 데이터 프레임을 전송하여 수신 스테이션(Recipient QSTA)은 시퀀스 시작 번호(Starting Sequence Number)가 필요 없이 데이터 프레임 개수를 알 수 있으며 재전송과 수신 재정렬 버퍼 플러시(Recipient Re-ordering Buffer Flush) 계산 방법이 용이한 고정 모드(Fixed Mode), 및 고정 모드의 한 블록의 프레임들을 단일 패킷(Packet)으로 컴파일하여(Compile) 전송하는 결합 모드(Compilation Mode)로 이루어진다.
본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법은 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드를 결정하여 수신 스테이션에 통지하는 제 1단계, 및 수신 스테이션이 블록 데이터를 수신한 후 상기 확인 모드에 따라 상기 블록 데이터의 수신 여부를 상기 송신 스테이션에 통지하는 제 2단계로 이루어진다.
LAN(Local Area Network), MAC(Medium Access Control), QoS(Quality of Service), QSTA(Quality of Service Station), SIFS(Short InterFrame Space), DIFS(Distributed InterFrame Space), TXOP(Transmission Opportunity), ACK(Acknowledgment), TID(Traffic Identification), FCS(Frame Check Sequence), ADDBA(Add BlockAck), DELBA(Delete BlockAck)

Description

블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD OF COMMUNICATING WIRELESSLY BY USING BLOCKACK MECHANISM}
도 1은 종래의 인프라스트럭쳐 모드와 애드 혹 모드 무선 통신 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)에서의 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 3a는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 즉시 정책(Immediate Policy)을 사용했을 때의 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 3b는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 지연 정책(Delayed Policy)을 사용했을 때의 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 4a는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 정상 모드(Normal Mode)의 블록 데이터 전송 확인 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 4b는 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 고정 모드(Fixed Mode)의 블록 데이터 전송 확인 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 4c는 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 결합 모드(Compilation Mode)의 블록 데이터 전송 확인 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 셋업(Set up) 단계의 ADDBA 요청 프레임 포맷 및 ADDBA 응답 프레임 포맷을 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 고정 모드의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(Data and BlockAck) 단계의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인 프레임 포맷을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 결합 모드의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(Data and BlockAck) 단계의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인 프레임 포맷을 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명을 구현하기 위한 블록 데이터 전송 확인 스테이션(BlockAck Station)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 실행하는 단계를 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 10은 블록 데이터 전송 확인 모드를 설정하는 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 11은 정상 모드의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 12는 고정 모드의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다.
도 13은 결합 모드의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다.
본 발명은 IEEE 802.11 무선 통신의 MAC 레벨에 있어서, 신뢰성이 보장되어야 하는 블록 데이터의 전송효율을 높이는 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 네트워크 성능에 따라 네트워크 자원(즉, 대역폭, 버퍼 및 전력)의 효율적인 사용을 위한 새로운 MAC 프레임 포맷을 제시하고, 상기 MAC 프레임 포맷을 적용한 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용하여 데이터의 전송효율을 극대화하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 무선 랜(Wireless LAN)은 일반적인 랜에서와 같이 플로어(Floor)에 배선을 하지 않고, 일정 거리 내에 있는 스테이션들끼리 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 망으로서 무선 랜내에서 스테이션들의 이동이 자유롭다. 일반적으로 무선 랜의 네트워크 구성은 AP(Access Point)라는 중계 장치를 이용하는 인프라스트럭쳐 방식(Infrastructure Mode)과 무선 랜 카드만으로 구성되는 애드 혹 방식(Ad Hoc Mode)의 두 가지로 분류된다. 네트워크가 무선화되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 전송 요구의 증대로 인하여 무선 랜에서의 효율적인 전송 방법에 대한 연구가 요구되고 있다.
무선 매체에 대한 접근은 조정 함수(Coordination Function)를 이용하며, 기본적인 802.11 MAC 프로토콜은 분산 조정 함수(이하, DCF;Distributed Coordination Function) 및 포인트 조정 함수(이하, PCF;Point Coordination Function)에 의해 특징지워지는 두 개의 동작 모드를 포함한다. DCF는 충돌 회피 반송파 감지 다중 접속(이하, CSMA/CA;Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)에 기초한다.
802.11e 드래프트 스펙(draft specification)은 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위한 메커니즘을 한정하는 EDCF(Enhanced DCF), HCF(Hybrid Coordination Function), 직접 링크 프로토콜(이하, DLP; Direct Link Protocol) 및 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 도입한다.
802.11에서 모든 유니캐스트 프레임(Unicast Frame)은 개별적인 ACK(Ackknowledgment) 프레임에 의해서 확인응답(ACK)을 수신한다. 이와 대조적으로, 도 2에서 보는 바와 같이, 802.11e의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)에서는 SIFS(Short InterFrame Space)에 의해서만 분리되는 일련의 데이터 MPDU(MAC Protocol Data Unit)에 대해, 블록 데이터 전송 확인 요청(BlockAckReq) 프레임을 수신한 수신측(recipient)은 단일 블록 데이터 전송 확인 프레임만을 송신한다. 이는 더 적은 블록 데이터 전송 확인 프레임(BlockAck Frame)을 사용하므로 채널 효율을 향상시킨다.
도 2의 802.11e의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘은 셋업(Set up) 단계(a), 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(Data and BlockAck) 단계(b) 및 종료(Tear Down) 단계(c)로 구성된다.
셋업 단계(a)에서는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하고자 하는 송신 QoS 스테이션(Originator QoS Station)이 먼저 수신 스테이션(Recipient QSTA)에서 블록 데이터 전송 확인 메커니즘이 사용 가능한지 Block Ack 가능 비트(Capability Bit)를 보고 판단하고, 가능하면 TID(Traffic Identification)를 알리면서 ADDBA(Add BlockAck) 요청 프레임을 전송한다. 수신 스테이션은 ADDBA 요청(ADDBA request) 프레임에 대한 응답으로, 블록 데이터 전송 확인의 타입과 버퍼의 개수를 알리면서 ADDBA 응답 프레임을 전송하거나, 한편 ADDBA 요청을 거절할(reject) 수도 있다. 데이터 및 블록 데이터 전송 확인 단계(b)에서는 셋업 단계(a) 후, 송신 스테이션이 재정렬 버퍼 크기(Re-ordering Buffer Size)를 넘지 않는 범위에서, 데이터 타입 프레임의 블록(Block)을 SIFS 기간으로 나누어 전송한다. 이 때. 데이터 프레임 전송의 시작을 알리기 위하여 첫 데이터의 시퀀스 시작 번호(Starting Sequence Number)를 알린다. 송신 스테이션이 전송된 데이터 프레임의 결과를 알고 싶으면, 블록 데이터 전송 확인요청(BlockAckReq) 프레임을 전송하고 수신 스테이션은 블록 데이터 전송 확인 요청(BlockAckReq) 프레임에 대한 응답으로 기록된 ACK의 정보를 포함하는 블록 데이터 전송 확인(BlockAck) 프레임을 전송한다. 이 과정을 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 반복한다. 송신 스테이션은, 802.11e의 EDCF 및 HCF에서 사용하는 여러 전송 기회(이하, TXOP;Transmission Opportunity) 구간에 걸쳐 블록 데이터 전송 확인 요청(BlockAckReq)이 가능하기도 하며, 이에 따라 즉시 정책(Immediate Policy)(도 3a) 또는 지연 정책(Delayed Policy)(도 3b)을 사용할 수 있다. 종료(Tear Down) 단계(c)에서는 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하여 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없을 경우, DELBA(Delete BlockAck) 요청 프레임을 전송하고, 수신 스테이션은 이에 대한 응답으로 ACK 프레임을 전송한다.
도 3a는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 즉시 정책(Immediate Policy)을 사용했을 때의 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
도 3b는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 지연 정책(Delayed Policy)을 사용했을 때의 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다.
주어진 시간 내에 데이터를 전송하기 위해 QoS 측면에서 많은 MAC 알고리즘이 개발되고 있다. 종래 802.11e의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)도 그 중의 한 방법으로서 SIFS에 의해서만 분리되는 일련의 데이터 MPDU에 대해 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 수신한 수신 스테이션이 단일 블록 데이터 전송 확인 프레임을 송신 스테이션으로 전송하는 방법이다. 상기 방법을 통해서 이미 채널 효율이 증가하였으나 여전히 성능을 극대화하기 위한 개선의 여지가 존재한다.
따라서, MAC 레벨에서의 최대 채널 전송 효율(Throughput)을 달성하기 위해서 종래의 IEEE 802.11e의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 수정하여 향상시킬 필요가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 애드 혹 모드에 있어서 블록 데이터 전송 확인 메커니즘의 전송시, 재전송 프레임을 제외한 미리 결정된 고정된 개수의 데이터를 송신하여 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 송신하지 않고도 블록 데이터 전송 확인 프레임을 수신함으로써, MAC 레벨에서의 최대 전송효율을 얻는 장치 및 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
더 나아가, 본 발명은 재전송 프레임을 제외한 미리 결정된 고정된 개수의 데이터를 구분하는 SIFS 구간 없이 데이터 프레임들을 하나의 패킷으로 컴파일하여(Compile) 전송하고 상기 프레임을 판독할 수 있도록 MAC을 수정하여 한층 더 적응적인 방식으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용함으로써, MAC 레벨에서의 최대 전송효율을 얻는 장치 및 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 레벨에서의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용한 무선 통신 장치는 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드(BlockAck Mode)를 전환하는 역할을 하는 모드 전환 모듈, ADDBA(Add BlockAck) 요청/응답 프레임, DELBA(Delete BlockAck) 요청/응답 프레임을 포함한 각종 MAC 프레임을 생성하는 MAC 프레임 발생 모듈, 및 상기 모듈로부터 발생된 프레임을 송수신하기 위한 MAC 프레임 송수신 모듈로 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 레벨에서의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용한 무선 통신 방법은 송신 스테이션이 블록 데이터 전송에 대한 확인 모드를 결정하여 수신 스테이션에 통지하는 제 1 단계 및 상기 수신 스테이션이 블록 데이터를 수신한 후 상기 확인 모드에 따라 상기 블록 데이터의 수신 여부를 상기 송신 스테이션에 통지하는 제 2 단계를 포함하되, 상기 제 1 단계는 송신 스테이션이 수신 스테이션의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘의 사용이 가능한지 판단하는 단계, 상기 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 모드를 결정하여 ADDBA 요청 프레임(BlockAckReq Frame) 필드에 기록하는 단계, 상기 송신 스테이션이 ADDBA 요청 프레임을 상기 수신 스테이션으로 전송하는 단계, 상기 수신 스테이션이 ACK 프레임 및 ADDBA 응답 프레임을 상기 송신 스테이션으로 전송하는 단계, 및 상기 송신 스테이션이 ACK 프레임을 상기 수신 스테이션으로 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 MAC 레벨에서의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용한 무선 통신 방법은 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드가 고정 모드(Fixed Mode)로 지정 수정된 ADDBA 요청 프레임을 이용하여 셋업 과정을 수행하는 단계, 재전송 데이터 프레임(Retransmission Data Frame) 외에 고정된 수만큼 데이터 프레임을 전송하고 블록 데이터 전송 확인 요청(BlockAckReq) 프레임을 전송하지 않고도 SIFS 구간 이후 블록 데이터 전송 확인(BlockAck) 프레임을 수신하는 과정을 반복하는 데이터 및 블록 데이터 전송 확인 단계(Data and BlockAck), 및 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없으면 DELBA 요청 프레임을 전송하여 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 마치는 종료(Tear Down) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MAC 레벨에서의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)을 이용한 무선 통신 방법은 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드가 결합 모드(Compilation Mode)로 지정 수정된 ADDBA 요청 프레임을 이용하여 셋업 과정을 수행하는 단계, 한 블록의 데이터 프레임들을 SIFS 구간 없이 하나의 패킷(Packet)으로 컴파일하여(Compile) 전송한 후, 블록 데이터 전송 확인 요 청 프레임을 전송하지 않고도 블록 데이터 전송 확인 프레임을 수신하는 과정을 반복하는 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(Data and BlockAck) 단계, 및 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용하여 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없으면 DELBA 요청 프레임을 전송하여 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 마치는 종료(Tear Down) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 도면에 따라 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘(BlockAck Mechanism)에서의 블록 데이터 전송 확인 고정 모드의 블록 데이터 전송 확인 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다. 본 발명은 전체적으로 3가지 블록 데이터 전송 확인 모드에서 작동한다. 종래 802.11e에서 제안한 방식으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 수행하는 정상 모드(Normal Mode)(4a), 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하는 네트워크 성능에 따라 차별화된 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하는 고정 모드, 및 결합 모드가 사용된다. 고정 모드에서는 블록 데이터 전송 확인 모드가 고정 모드로 지정 수정된 ADDBA 요청 프레임을 이용한다. 상기 고정 모드에서는 재전송 데이터 프레임(Retransmission Data Frame) 외에 SIFS 구간으로 구분된 데이터 프레임의 개수가 고정되어 전송된다. 이로 인해, 정상 모드에서처럼 시퀀스 시작 번호(Starting Sequence Number)를 수신 스테이션이 인지할 필요는 없다. 또한 미리 결정된 고정된 개수의 데이터 프레임이 전송되었으면 수신 스테이션은 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 수신하지 않고도 SIFS 구간 이후 블록 데이터 전송 확인 프레임을 송신하므로 블록 데이터 전송 확인 요 청 프레임을 전송하는데 필요한 시간이 불필요하다. 상기 데이터 전송 과정이 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없을 때까지 반복된다는 관점에 볼 때, 전송 효율을 높일 수 있는 기회를 제공한다.
도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 결합 모드의 블록 데이터 전송 확인 메시지 시퀀스를 나타낸 것이다. 결합 모드에서는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하는 네트워크 성능에 따라 블록 데이터 전송 확인 모드가 결합 모드로 지정 수정된 ADDBA 요청 프레임을 이용한다. 상기 결합 모드에서는 한 블록의 데이터 프레임들을 SIFS 구간 없이 하나의 패킷(Packet)으로 컴파일하여(Compile) 전송한다. 여기서 SIFS 구간 없이 하나의 패킷으로 컴파일할 때 블록 전체를 헤더(Header), 페이로드(Payload) 및 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된 하나의 프레임으로 병합할(Merge) 수도 있으나, 상기 경우에 있어서는 개별적인 데이터 프레임의 재전송이 불가능하며 수신 재정렬 버퍼 플러시 계산방법이 용이하지 않다. 이로 인해 본 발명에서는 재전송 및 재정렬 버퍼 플러시 계산 방법을 용이하게 하기 위해 시퀀스 번호가 각각 독립적으로 부여된 패킷으로 컴파일하는 방법을 채택한다. 상기 SIFS 구간이 생략됨으로써 수정된 데이터 프레임을 판독할 수 있도록 MAC을 수정한다. 상기 결합 모드에서는 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 전송하는데 필요한 시간 및 데이터 프레임을 구분하는 SIFS 구간을 생략한다. 상기 데이터 전송 과정이 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없을 때까지 반복된다는 관점에 볼 때, 전송 효율을 높일 수 있는 기회를 제공한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 셋업 단계의 ADDBA 요청 프레임 포맷(510) 및 ADDBA 응답 프레임 포맷(520)을 나타낸 것이다. 셋업 단계에서는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용하고자 하는 송신 스테이션은 먼저 수신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용 가능한지 Block Ack 가능 비트를 보고 판단하고, 가능하면 TID를 알리면서 ADDBA 요청 프레임(510)을 전송한다. 이 때, 블록 데이터 전송 확인 모드가 삽입되어 수정된 ADDBA 요청 프레임(510)을 사용한다.
상기 ADDBA 요청 프레임(510)은 송신 스테이션이 수신 스테이션과 데이터를 송수신하기 전에 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 요청하는 프레임으로서, 종래의 ADDBA 요청 프레임에서 삽입된 필드인 본 발명에서 제시한 모드 중 하나의 모드를 결정하는 블록 데이터 전송 확인 모드 필드(511)가 있다. TID 필드(512)는 데이터의 TID(Traffic identification)를 지정한다. 전송 버퍼 크기(Transmit Buffer Size) 필드(513)는 버퍼가 수용할 수 있는 MSDU(MAC Service Data Unit)의 개수를 지정한다.
수신 스테이션은 ADDBA 요청 프레임(510)에 대한 응답으로 블록 데이터 전송 확인의 타입과 버퍼의 개수를 알리면서 ADDBA 응답 프레임(520)을 전송하거나, ADDBA 요청을 거절할(reject) 수도 있다.
상기 ADDBA 응답 프레임(520)은 수신 스테이션이 ADDBA 요청 프레임(510)에 대한 응답으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용할 것인지를 결정한 후 송신 스테이션으로 전송하는 프레임이다. 상기 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 사용 할 것인지의 여부는 상태 코드(Status Code) 필드(521)에 나타난다. 블록 정책(Block Policy) 필드(522)는 즉시 정책(Immediate Policy) 또는 지연 정책(Delayed Policy)을 사용할 것인지를 결정하는 필드이다. TID 필드(523)는 데이터의 TID를 지정한다.
상기 ADDBA 응답 프레임(520)의 상태 코드 필드(521)가 상기 ADDBA 요청 프레임(510)의 블록 데이터 전송 확인 모드 필드(511)에서 결정한 모드의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 수용하면 송신 스테이션에서 수신 스테이션으로의 데이터 전송이 시작된다.
블록 데이터 전송 확인 모드가 정상 모드인 경우에 있어서는, 종래의 802.11e에서 제안한 방법으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 수행한다. 데이터 프레임 전송의 시작을 알리기 위하여 첫 데이터의 시퀀스 번호를 알리고, 고정되지 않은 수만큼의 데이터 프레임을 전송하고, 송신 스테이션이 전송된 데이터 프레임의 결과를 알고 싶으면, 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 전송한다. 수신 스테이션은 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임에 대한 응답으로 기록된 ACK의 정보를 포함하는 블록 데이터 전송 확인 프레임을 전송한다. 상기 과정을 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없을 때까지 반복한다. 네트워크 성능이 좋아지면 고정 모드 또는 결합 모드로 전환한다.
도 6은 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 고정 모드의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인 단계의 데이터 프레임 포맷 및 블록 데이터 전송 확인(BlockAck) 프레임 포맷을 나타낸 것이다. 상기 블록 데이터 전송 확인 프레임 포맷은 재전송을 요하는 데이터 프레임의 시퀀스 번호가 기록되어 있는 블록 데이터 전송 확인 비트맵(BlockAck Bitmap) 필드를 포함한다.
송신 스테이션은 재전송 데이터 프레임을 제외한 고정된 수만큼 데이터 프레임을 전송하고, 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 전송하지 않고 즉시 블록 데이터 전송 확인 프레임을 기다린다. 상기 과정을 전송하고자 하는 데이터 프레임이 없을 때까지 반복한다. 재전송 데이터 프레임을 제외한 고정된 수만큼의 데이터 프레임을 전송하므로 수신 스테이션은 시퀀스 시작 번호 없이 데이터 프레임 개수를 알 수 있다.
또한, 이로 인해 재전송 및 수신 재정렬 버퍼 플러시 계산 방법이 용이하게 된다. 도 6에서 처럼, 재전송 데이터 프레임을 제외하고 한번에 전송되는 데이터 프레임의 개수가 5개이며 재전송 횟수가 2번이라고 가정한다. 송신 스테이션은 D5까지 데이터 프레임을 전송하고 D2D3을 포함한 블록 데이터 전송 확인을 수신하며, D2D3를 포함한 D10까지 데이터 프레임을 전송하고 D2D7을 포함한 블록 데이터 전송 확인을 수신한다. 데이터 프레임의 전송은 상기 과정과 같고, D15까지 전송할 때까지 D2가 전송되지 않는다면 재전송 횟수에 의해서 드롭된다(Drop). 이와 같이, 재전송 및 수신 재정렬 버퍼 플러시 방법이 용이하게 된다. 네트워크 성능이 더 좋아지면 결합 모드로 전환한다.
도 7은 본 발명에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘에서의 블록 데이터 전송 확인 결합 모드의 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(Data and BlockAck) 단계의 QoS 데이터 및 블록 데이터 전송 확인(BlockAck) 프레임 포맷을 나타낸 것이다.
상기 블록 데이터 전송 확인 프레임 포맷에는 재전송을 요하는 데이터 프레임의 시퀀스 번호가 기록되어 있는 블록 데이터 전송 확인 비트맵(BlockAck Bitmap) 필드를 포함한다. 상기 결합 모드에서는 한 블록의 데이터 프레임들을 SIFS 구간 없이 하나의 패킷으로 컴파일하여 전송한다. 여기서 SIFS 구간 없이 하나의 패킷으로 컴파일할 때 블록 전체를 헤더, 페이로드 및 FCS로 병합할(merge) 수도 있으나, 상기 경우에 있어서는 개별적인 데이터 프레임의 재전송이 불가능하며 수신 재정렬 버퍼 플러시 계산방법이 용이하지 않다. 이로 인해 본 도에서 처럼, 재전송 및 재정렬 버퍼 플러시 계산 방법을 용이하게 하기 위해 시퀀스 번호가 각각 독립적으로 부여된 하나의 패킷으로 컴파일하는 방법을 채택한다. 또한 상기 SIFS가 생략됨으로써 수정된 데이터 프레임을 읽을 수 있도록 MAC을 수정한다.
도 8은 본 발명을 구현하기 위한 블록 데이터 전송 확인 스테이션(BlockAck Station)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 본 도에서 보는 바와 같이, 블록 데이터 전송 확인 스테이션(800)은 MAC 프레임 발생 모듈(810), 모드 전환 모듈(820), 및 MAC 프레임 송수신 모듈(830)로 구성될 수 있다. 상기 MAC 프레임 발생 모듈(810)은 ADDBA 요청 프레임 발생 모듈(811), ADDBA 응답 프레임 발생 모듈(812), MAC 데이터 프레임 발생 모듈(813), 블록 데이터 전송 확인 프레임 발생 모듈(814), DELBA 요청 프레임 발생 모듈(815), 및 DELBA 응답 프레임 발생 모듈(816)로서 구성될 수 있다. 상기 ADDBA 요청 프레임 발생 모듈(811)은 도 5에서 설명한 바와 같이, 블록 데이터 전송 확인 모드, TID, 및 버퍼 용량 정보 등을 담고 있는 ADDBA 요청 프레임(510)을 생성하며, 상기 ADDBA 응답 프레임 발생 모듈(812)은 상태 코 드(Status Code), 블록 정책(Block Policy), TID, 및 버퍼 용량 정보 등을 담고 있는 ADDBA 응답 프레임(520)을 생성한다. 상기 MAC 데이터 프레임 발생 모듈(813)은 일반적인 QoS 데이터 프레임을 생성한다. 블록 데이터 전송 확인(BLOCKACK) 프레임 발생 모듈(814)은 상기 모드에 따른 한 블록의 데이터 프레임 전송 완료 시에 블록 데이터 전송 확인 프레임을 생성한다. 한편, DELBA 요청 프레임 발생 모듈(815)은 원하는 모든 데이터의 전송 완료 시에 블록 데이터 전송 확인 메커니즘 종료를 요청하는 프레임을 생성한다. DELBA 응답 프레임 발생 모듈(816)은 상기 DELBA 요청 프레임에 응답하는 프레임을 생성한다.
상기 모드 전환 모듈(820)은 본 발명에서 제시한 모드 중에서 네트워크 성능에 따라 하나의 모드가 선택되면 그 값을 블록 데이터 전송 확인 모드 필드에 기록함으로써 상기 모드로 전환하는 역할을 담당한다.
상기 MAC 프레임 송수신 모듈(830)은 블록 데이터 전송 확인 스테이션에 있어서 상기 MAC 프레임 발생 모듈(810)에서 생성한 프레임을 송수신하는 역할을 담당한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다. 먼저 송신 스테이션은 네트워크 성능에 적합한 블록 데이터 전송 확인 모드를 설정한다(S910). 그러면, ADDBA 요청 프레임의 블록 데이터 전송 확인 모드 필드의 값에 따라 그 다음 단계가 결정되는데, 예컨대 그 값이 0이면 정상 모드(Normal Mode)를 실행하고(S931), 그 값이 1이면 고정 모드(Fixed Mode)를 실행하며(S932), 그 값이 2이면 결합 모드(Compilation Mode)를 실행한다(S933).
도 10은 블록 데이터 전송 확인 모드를 설정하는 단계를 상세히 나타낸 흐름도이다. 먼저, 송신 스테이션이 수신 스테이션의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘의 사용이 가능한지 Block Ack 가능 비트를 보고 판단한다(S1010). 송신 스테이션이 네트워크 성능에 적합한 블록 데이터 전송 확인 모드를 결정하여 ADDBA 요청 프레임(510)의 블록 데이터 전송 확인 모드 필드(511)에 기록한다(S1020). 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 모드 필드와 TID 필드를 포함한 ADDBA 요청 프레임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1030). 수신 스테이션이 ACK 프레임 및 상태 코드, 블록 정책(Block Policy) 및 TID 필드를 포함한 ADDBA 응답 프레임(520)을 송신 스테이션으로 전송한다(S1040). 송신 스테이션이 ACK 프레임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1050).
도 11은 정상 모드(Normal Mode)의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다. 송신 스테이션이 정상 모드임을 수신 스테이션에 통지하면 정상 모드의 과정이 시작되는데, 이는 종래의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용하는 방식이다.
따라서, 송신 스테이션이 수신 스테이션으로 ACK 프레임을 전송한 다음 DIFS(Distributed InterFrame Space) 시간 이후, 송신 스테이션이 고정되지 않은 임의의 수의 데이터를 전송한다(S1110). 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1120). 수신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1130). 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 상기 과정을 반복하게 된다(S1140). 송신 스테이션이 DELBA 요청 프레 임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1150). 수신 스테이션이 DELBA 응답 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1160).
도 12는 고정 모드(Fixed Mode)의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다. 송신 스테이션이 고정 모드임을 수신 스테이션에 통지하면 고정 모드의 과정이 시작되는데, 이는 송신 스테이션이 재전송 데이터 프레임을 제외한 고정된 수만큼의 데이터 프레임을 전송하며, 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 전송하지 않고 블록 데이터 전송 확인을 기다리는 방식이다.
따라서, 송신 스테이션이 수신 스테이션으로 ACK 프레임을 전송한 다음 DIFS 시간 이후, 송신 스테이션이 재전송 데이터 프레임을 제외한 고정된 수만큼의 데이터를 수신 스테이션으로 전송한다(S1210). 수신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1220). 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 상기 과정을 반복하게 된다(S1230). 원하는 데이터가 모두 전송되었으면 송신 스테이션이 DELBA 요청 프레임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1240). 수신 스테이션이 DELBA 응답 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1250).
도 13은 결합 모드(Compilation Mode)의 과정을 상세히 나타낸 흐름도이다.
송신 스테이션이 결합 모드임을 수신 스테이션에 통지하면 결합 모드의 과정이 시작되는데, 이는 한 블록의 데이터 프레임들을 SIFS 구간 없이 하나의 패킷으로 컴파일하여 전송하는 방식이다.
따라서, 송신 스테이션이 수신 스테이션으로 ACK 프레임을 전송하면, DIFS 시간 이후, 송신 스테이션이 데이터 시퀀스를 하나의 패킷으로 컴파일한 데이터를 전송한다(S1310). 수신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1320). 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 상기 과정을 반복하게 된다(S1330). 원하는 데이터가 모두 전송되었으면 송신 스테이션이 DELBA 요청 프레임을 수신 스테이션으로 전송한다(S1340). 수신 스테이션이 DELBA 응답 프레임을 송신 스테이션으로 전송한다(S1350).
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당해 분야에서 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명에 의하면, 화상회의 데이터, 신뢰성이 보장되는 텍스트 파일 데이터 및 멀티미디어 데이터 프레임의 전송에 있어서, 네트워크 성능이 좋아짐에 따라 차별화된 블록 데이터 전송 확인 모드(BlockAck Mode)를 적용하도록 개선함으로서 QoS 데이터 프레임의 전송 효율을 극대화하는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 고정 모드를 사용하는 경우, 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임의 전송이 생략 가능하며, 상기 프레임 포맷의 시퀀스 시작 번호 필드의 생략이 가능하며, 재전송과 수신 재전송 버퍼 플러시 방법이 용이한 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 결합 모드를 사용하는 경우, 블록 데이터 프레임의 SIFS 시간을 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 블록 데이터 전송 확인 메커니즘 요청 및 고정된 개수의 데이터 프레임을 전송하는 ADDBA 요청 프레임을 생성하는 MAC 프레임 발생 모듈;
    상기 ADDBA 요청 프레임에 블록 데이터 전송 확인 모드 값을 기록하여 소정의 블록 데이터 전송 확인 모드로 전환하는 모드 전환 모듈; 및
    상기 생성된 ADDBA 요청 프레임을 수신 스테이션으로 송신하는 MAC 프레임 송수신 모듈을 포함하는데,
    상기 MAC 프레임 발생 모듈은 상기 ADDBA 요청 프레임에 대한 응답인 ADDBA 응답 프레임을 생성하는 ADDBA 응답 프레임 발생 모듈과, 상기 수신 스테이션으로 원하는 모든 데이터의 전송 완료시에 상기 블록 데이터 전송 확인 메커니즘 종료를 요청하는 프레임을 생성하는 DELBA 요청 프레임 발생 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MAC 프레임 발생 모듈은,
    상기 ADDBA 요청 프레임을 생성하는 ADDBA 요청 프레임 발생 모듈;
    상기 블록 데이터 전송 확인 모드에 따른 한 블록의 데이터 프레임 전송 완료시에 블록 데이터 전송 확인 프레임을 생성하는 블록 데이터 전송 확인 프레임 발생 모듈; 및
    상기 DELBA 요청 프레임에 응답하는 프레임을 생성하는 DELBA 응답 프레임 발생 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 장치.
  3. 삭제
  4. 송신 스테이션이 수신 스테이션의 블록 데이터 전송 확인 메커니즘의 사용 가능 여부를 판단하는 단계;
    상기 블록 데이터 전송 확인 메커니즘의 사용이 가능하면, 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 모드를 결정하여 ADDBA 요청 프레임에 기록하는 단계; 및
    상기 ADDBA 요청 프레임을 상기 수신 스테이션으로 전송하는 단계를 포함하는데,
    상기 결정된 블록 데이터 전송 확인 모드가 고정 모드인 경우, 상기 송신 스테이션이 재전송 데이터 프레임을 제외한 고정된 수만큼의 데이터 프레임을 전송하는 단계; 및
    상기 수신 스테이션으로부터 블록 데이터 전송 확인 프레임을 전송받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 상기 수신 스테이션으로 전송하는 단계를 생략하는 것을 특징으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 상기 수신 스테이션으로 전송하는 단계를 생략하는 것을 특징으로 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 결정된 블록 데이터 전송 확인 모드가 정상 모드인 경우,
    (a1) 송신 스테이션이 소정 개수의 데이터를 수신 스테이션으로 전송하는 단계;
    (b1) 상기 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 요청 프레임을 수신 스테이션으로 전송하는 단계;
    (c1) 상기 수신 스테이션으로부터 블록 데이터 전송 확인 프레임을 전송받는 단계; 및
    (d1) 상기 수신 스테이션으로 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 상기 (a1), (b1), (c1)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 결정된 블록 데이터 전송 확인 모드가 결합 모드인 경우,
    (a2) 상기 송신 스테이션이 블록 데이터 전송 확인 데이터 프레임의 SIFS 시간이 생략된 하나의 패킷으로 컴파일한 데이터를 전송하는 단계;
    (b2) 상기 수신 스테이션으로부터 블록 데이터 전송 확인 프레임을 전송받는 단계; 및
    상기 수신 스테이션으로 원하는 데이터가 모두 전송될 때까지 상기 (a2), (b2)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  11. 삭제
  12. 제 10 항에 있어서, 상기 (a3) 단계는,
    상기 데이터를 시퀀스 번호가 각각 독립적으로 부여된 패킷으로 컴파일하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 블록 데이터를 하나의 패킷으로 컴파일할 때 각각의 데이터 프레임을 헤더, 페이로드 및 FCS 필드로 구성하는 것을 특징으로 하는 블록 데이터 전송 확인 메커니즘을 이용한 무선 통신 방법.
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