KR100764973B1 - 무선 패킷 통신방법 및 무선 패킷 통신장치 - Google Patents

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Abstract

캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 l개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신방법에 있어서, 송신에 반드시 사용하는 필수 채널을 설정하여, 이 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시한다. 즉, 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 경우에, 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 송신을 실시하도록 하여, 필수 채널이 빈 상태가 아니면 송신을 금지한다.

Description

무선 패킷 통신방법 및 무선 패킷 통신장치{RADIO PACKET COMMUNICATION METHOD AND RADIO PACKET COMMUNICATION APPARATUS}
본 발명은, 복수의 무선 채널 또는 공간분할다중방식(Multiple Input Multiple Output, 이하 MIMO)을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬로 송수신하는 무선 패킷 통신방법 및 무선 패킷 통신장치에 관한 것이다.
종래의 무선 패킷 통신장치에서는, 사용하는 무선 채널을 사전에 1개만 결정해 두고, 데이터 패킷의 송신에 앞서 해당 무선 채널이 빈 상태인지 아닌지를 검출(캐리어 검출)하여, 상기 무선 채널이 빈 상태인 경우에만 1개의 데이터 패킷을 송신하고 있었다. 이러한 제어에 의해, 1개의 무선 채널을 복수의 무선국에서 서로 시간을 어긋나게 하여 공용할 수 있었다((1) “International Standard ISO/IEC 8802-11 ANSI/IEEE Std 802.11, 1999 edition, Information technology -Telecommunications and information exchange between systems - Local and metropolitan area networks - Specific requirements - Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications” (2) 소전력 데이터 통신시스템/광대역 이동 액세스 시스템(CSMA) 표준 규격, ARIB STD-T71 1.0판, (사) 전파산업회, 2000년 책정).
이에 대하여, 캐리어 검출을 할 때에 복수의 무선 채널이 빈 상태이면, 그 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신방법이 있다. 아래에 이러한 수법의 개요에 대해서, 도 13, 도 14를 참조하여 설명 한다.
도 13(1)은, 3개의 무선 패킷에 대해서, 빈 상태의 무선 채널이 2개 있는 경우로서, 2개의 무선 채널을 이용하여 3개 중 2개의 무선패킷을 병렬송신한다. 도 13(2)는, 2개의 무선 패킷에 대해서, 빈 상태의 무선 채널이 3개 있는 경우이고, 2개의 무선 채널을 이용하여 모두 (2개)의 무선 패킷을 병렬송신한다.
도 14는, 공지의 공간분할다중기술(구로사키 외, MIMO 채널에 의해 100Mbit /s를 실현하는 광대역 이동 통신용 SDM-COFDM방식의 제안, 전자 정보 통신학회 기술 연구보고, AㆍP2001-96, RCS2001-135(2001-10))를 병용하는 경우이다. 공간 분할 다중은, 복수의 안테나로부터 같은 무선 채널로 동시에 다른 무선 패킷을 송신하고, 대향하는 무선국의 복수의 안테나에 수신된 각 무선 패킷의 전반계수의 차이에 대응하는 디지털 신호처리에 의해, 같은 무선 채널로 동시에 송신된 복수의 무선 패킷을 분리하는 방식이다. 한편, 전반계수 등에 따라 공간 분할 다중수가 결정된다.
도 14(1)는, 각 무선 채널의 공간 분할 다중수를 2로 했을 때에, 7개의 무선 패킷에 대해서, 빈 상태의 무선 채널이 3개 있는 경우이다. 각 무선 채널마다 공간분할다중을 병용함으로써 최대 6개의 무선 패킷의 병렬 전송이 가능하므로, 3개의 무선 채널을 이용하여 7개 중 6개의 무선 패킷을 병렬송신한다.
도 14(2), (3)은, 각 무선 채널의 공간 분할 다중수를 2로 한 때에, 4개의 무선패킷에 대해서, 빈 상태의 무선 채널이 3개 있는 경우이다. 각 무선 채널마다 공간분할다중을 병용함으로써 최대 6개의 무선 패킷의 병렬 전송이 가능하지만, 송 신대기의 무선 패킷은 4개이므로, 일부의 무선 채널에 대해서 공간 분할 다중을 병용한다. 예를 들면, 도 14(2)에 나타낸 바와 같이, 1개의 무선 채널은 공간분할다중으로, 2개의 무선패킷을 송신하고, 나머지 2개의 무선 채널은 공간분할다중을 이용하지 않고 각각 1개의 무선패킷을 송신하여, 전체 3개의 무선 채널을 이용하여 4개의 무선패킷을 병렬송신한다. 또한, 도 14(3)에 나타낸 바와 같이, 2개의 무선 채널로 각각 공간 분할 다중을 병용하여, 전체적으로 4개의 무선패킷을 병렬송신한다.
그런데, 동시에 사용하는 복수의 무선 채널의 중심 주파수가 서로 근접하고 있는 경우에는, 한쪽의 무선 채널로부터 다른 한쪽의 무선 채널이 사용하고 있는 주파수 영역으로 누설되는 누설전력의 영향이 커진다. 일반적으로, 무선 패킷을 전송하는 경우에는, 송신측의 무선국이 무선 패킷을 송신한 후에, 수신측의 무선국이 수신한 무선패킷에 대해서 송달 확인 패킷(Ack)을 송신측의 무선국으로 반송한다. 송신측의 무선국이 이 송달 확인 패킷을 수신하고자 할 때 병렬송신에 사용하고 있는 다른 무선 채널로부터의 누설 전력의 영향이 문제가 된다.
예를 들면, 도 15에 나타낸 바와 같이, 무선 채널#1과 무선 채널#2의 중심주파수가 서로 근접하고, 각 무선 채널로부터 병렬송신하는 무선 패킷의 송신소요 시간이 다른 경우를 상정한다. 여기서는, 무선 채널#1로부터 송신된 무선 패킷이 짧기 때문에, 그에 대한 송달확인 패킷(Ack1)이 수신될 때 무선 채널#2는 송신중이다. 그 때문에, 무선 채널#1에서는, 무선 채널#2로부터의 누설 전력에 의해 송달확인 패킷(Ack1)을 수신할 수 없을 가능성이 있다. 이러한 상황에서는, 동시에 복 수의 무선 채널을 이용하여 병렬송신을 실시한다고 해도 스루풋(throughput)의 개선은 기대할 수 없다.
예를 들면 무선 LAN 시스템 등에서는, 네트워크로부터 입력하는 데이터 프레임의 데이터 크기는 일정하지는 않다. 따라서, 입력하는 데이터 프레임을 차례로 무선 패킷으로 변환하여 송신하는 경우에는, 각 무선패킷의 패킷길이도 변화한다. 그 때문에, 도 15에 나타낸 바와 같이 복수의 무선 패킷을 동시에 병렬송신했다고 해도, 각 무선 패킷의 송신소요시간에 차이가 발생하여, 송달 확인 패킷의 수신에 실패할 가능성이 높아진다.
이러한 문제에 대해서, 병렬송신하는 복수의 무선 패킷의 패킷길이(무선 패킷의 송신에 필요한 시간)를 동일 또는 동등하게 함으로써, 복수의 무선 패킷의 송신을 동시 또는 거의 동시에 종료시키는 방법이 있다. 이에 따라, 복수의 무선 패킷의 각각에 대한 송달 확인 패킷이 도착하는 타이밍에서는, 송신국은 송신을 실시하지 않기 때문에, 무선 채널 사이의 누설 전력 등의 영향을 받지 않고, 모든 송달 확인 패킷을 수신할 수 있어 스루풋의 개선에 기여할 수 있다.
그러나, 병렬송신하는 복수의 무선 패킷의 패킷길이를 동일하게 해도, 누설 전력의 영향이 문제가 되는 경우가 있다. 이하에, 도 16을 참조하여 설명한다.
타이밍 t1에서는, 송신국의 무선 채널#1, #2가 빈 상태이고, 무선 채널#3이 비지(busy)인 상태에 있는 것으로 한다. 그 때문에, 빈 상태의 무선 채널#1, #2를 이용하여 동일한 패킷길이의 무선 패킷을 병렬송신한다. 이에 따라, 무선 채널#1, #2 사이에서는 서로의 누설 전력의 영향은 피할 수 있다. 그러나, 이 무선패킷의 송신중(t2)에 무선 채널#3이 빈 상태가 되면, 다른 무선국에서는 무선 채널#3을 빈 상태라고 판단하고, 이 무선 채널#3을 이용하여 해당 송신국 앞으로 무선 패킷을 송신하는 경우가 있다. 그러나, 송신국에서는 무선 채널#1, #2를 이용하여 무선 패킷의 송신중이며, 그 누설 전력 때문에 무선 채널#3의 무선패킷을 수신할 수 없다. 즉, 송신중인 무선국은, 송신 채널의 근접한 무선 채널에서 보내진 무선 패킷을 수신할 수 없다. 한편, 이 문제는 복수의 무선 채널을 이용한 병렬송신의 경우에 한정되지 않고, 종래의 l개의 무선 채널을 이용하여 송신하여, 누설 전력의 영향을 받는 근접한 무선 채널로 수신하는 경우에도 발생한다.
본 발명의 목적은, 근접한 채널에의 누설의 영향을 피하고, 병렬송신에 의한 스루풋의 향상을 도모하는 데에 있다.
청구범위 l의 발명은, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신방법에 있어서, 송신에 반드시 사용하는 필수 채널을 설정하고, 이 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선패킷의 송신을 실시한다.
즉, 복수의 무선패킷을 병렬송신하는 경우에, 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 송신을 실시하도록 하고, 필수 채널이 빈 상태가 아니면 송신을 금지한다. 한편, 송신할 때에 필수 채널을 포함하고, 필수 채널이 비지 상태이면 다른 무선 채널이 빈 상태라 하더라도 송신을 금지하는 필수 채널에 대해서는, 복수의 우선 순위가 설정된 무선 채널에 있어서 최고의 우선 순위가 설정된 무선 채널이라고 볼 수도 있다.
청구범위 2의 발명은, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신방법에 있어서, 송신에 반드시 사용하는 필수 채널이 설정되는 무선국 A와 필수 채널이 설정되지 않는 무선국 B로 구별하여, 무선국 A를 수신처로 하는 무선패킷의 경우에는, 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시하고, 무선국 B를 수신처로 하는 무선패킷의 경우에는, 빈 상태의 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시한다.
무선국 A에 대해서는, 청구범위 1의 발명과 같은 기능을 가지며, 필수 채널의 설정이 되어 있지 않은 무선국 B에 대해서는, 필수 채널이 비지 상태라 하더라도 그 무선국간의 송신을 가능하게 한다.
청구범위 3의 발명은, 청구범위 1 또는 청구범위 2에 있어서, 병렬송신되는 복수의 무선 패킷은, 패킷 크기 또는 전송소요시간에 해당하는 패킷길이가 서로 동일 또는 동등하게 설정된다.
청구범위 4의 발명은, 청구범위 1 또는 청구범위 2에 있어서, 데이터수나 전반환경에 따른 공간분할다중수에 따라, 복수의 무선 채널을 이용하는 병렬송신인지 공간분할다중방식을 이용하는 병렬송신인지를 선택한다.
청구범위 5의 발명은, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선패킷 통신장치에 있어서, 송신에 반드시 사용하는 필수 채널을 설정하고, 이 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선패킷의 송신을 실시하는 수단을 구비한다.
청구범위 6의 발명은, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 l개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신장치에 있어서, 송신에 반드시 사용하는 필수 채널이 설정되는 무선국 A와 필수 채널이 설정되지 않는 무선국 B로 구별하여, 무선 패킷의 수신처를 검출하고, 무선국 A를 수신처로 하는 무선 패킷의 경우에는, 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시하고, 무선국 B를 수신처로 하는 무선 패킷의 경우에는, 빈 상태의 무선 채널을 이용하여 무선패킷의 송신을 실시하는 수단을 구비한다.
청구범위 7의 발명은, 청구범위 5 또는 청구범위 6에 있어서, 병렬송신되는 복수의 무선 패킷은, 패킷 크기 또는 전송소요시간에 해당하는 패킷길이가 서로 동일 또는 동등하게 설정된다.
청구범위 8의 발명은, 청구범위 5 또는 청구범위 6에 있어서, 데이터 수나 전반환경에 따른 공간분할다중수에 따라, 복수의 무선 채널을 이용하는 병렬송신인지 공간분할다중방식을 이용하는 병렬송신인지를 선택한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 2는, 본 발명의 제1 실시형태의 동작예를 나타내는 타임차트이다.
도 3은, 데이터 패킷의 재구성의 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 5는, 본 발명의 제2 실시형태의 동작예를 나타내는 타임차트이다.
도 6은, 본 발명의 제3 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 7은, 본 발명의 제4 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 8은, 본 발명의 제5 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 9는, 본 발명의 제6 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 10은, 본 발명의 제7 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 11은, 본 발명의 제8 실시형태를 나타내는 플로우차트이다.
도 12는, 본 발명의 무선패킷 통신장치의 실시형태를 나타내는 블록도이다.
도 13은, 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는, 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 방법(공간 분할 다중을 병용)을 설명하는 도면이다.
도 15는, 무선 채널의 누설 전력의 영향을 설명하는 도면이다.
도 16은, 병렬송신하는 무선패킷의 패킷길이를 동일하게 해도 누설 전력의 영향이 문제가 되는 경우를 설명하는 도면이다.
도 17은, 본 발명의 무선패킷 통신장치에서 이용하는 무선패킷의 구성을 나타낸 도면이다.
[실시예]
[제 1 실시형태]
도 1은, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제1 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 도 2는, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제1 실시형태의 타임 차트를 나타낸다. 여기에는, 무선 채널#1, #2, #3이 준비되고, 각 무선국에 일률적으로 필수 채널로서 무선 채널#1이 설정되어 있는 것으로 한다. 필수 채널은, 각 무선국에 대해서 정기적으로 알림되고, 각 무선국은 필수 채널이 비지 상태인 경우에는, 만일 다른 무선 채널이 빈 상태라 하더라도 송신은 실시하지 않는 것으로 하여, 모든 송신이 금지된다. 또한, 무선 채널#1, #2, #3은, 서로 누설을 일으키지 않게 하는 관계에 있고, 1개의 무선 채널이 송신중이면 다른 무선 채널에서 수신할 수 없는 것으로 한다.
먼저, 송신 버퍼에 데이터가 축적되면, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태의 무선 채널을 검색한다(S1, S2). 여기서는, 송신 데이터 발생(1)의 타이밍에 있어 무 선 채널#3가 비지(busy) 상태이며, 무선 채널#1 및, 무선 채널#2가 빈 상태로서 검색된다. 다음에, 필수 채널이 빈 상태인지 아닌지를 판단하여(S3), 필수 채널이 비지 상태이면 빈 상태의 무선 채널의 검색으로 되돌아온다. 한편, 필수 채널이 빈 상태이면, 빈 채널수와 송신 대기 데이터 패킷수에 따라, 각 무선 채널마다 동일한 패킷 길이가 되도록 재구성하여 (병렬)송신한다(S4). 여기서는, 필수 채널인 무선 채널#1이 빈 상태이므로, 무선 채널#2를 포함한 2 채널에 의해서 무선 패킷의 병렬송신을 한다.
데이터 패킷의 재구성의 방법으로는, 다음의 3가지 방법이 있다. 예를 들면 데이터 패킷이 1개이고 빈 채널수가 2개인 경우에는, 도 3(1)에 나타낸 바와 같이 데이터 패킷을 분할함으로써, 동일 패킷길이의 2개의 데이터 패킷을 생성한다. 또한 데이터 패킷이 3개이고 빈 채널수가 2개인 경우에는, 도 3(2)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 데이터 패킷2를 분할하여 각각 데이터 패킷l 및 데이터 패킷3과 결합함으로써, 동일 패킷길이의 2개의 데이터 패킷을 생성한다. 혹은, 3개의 데이터 패킷을 연결하고 나서 2분할하여도 마찬가지이다. 또한, 도 3(3)에 나타낸 바와 같이, 데이터 패킷 1과 데이터 패킷2를 연결하고, 데이터 패킷3에 더미 비트(dummy bit)를 부가하여, 동일한 패킷길이의 2개의 데이터 패킷을 생성한다. 또한, 복수의 무선 채널을 사용할 때에 각 무선 채널의 전송 속도가 다른 경우에는, 각 데이터 패킷의 크기비를 전송속도비에 대응시켜 패킷 길이가 같아지도록 조정한다.
또한, 다른 무선국에서는 무선 채널#3이 빈 상태가 되어도, 필수 채널인 무선 채널#1이 비지 상태이므로, 송신은 금지된다. 한편, 송신 데이터 발생(2)의 타 이밍에서는, 필수 채널인 무선 채널#1를 포함한 모든 무선 채널이 빈 상태가 되므로, 각 무선국은 송신 가능 상태가 된다. 예를 들면, 송신 데이터 발생(1)의 타이밍에서, 무선패킷을 송신한 송신국에 대해서 다른 무선국이 무선패킷을 송신하고 싶은 경우에는, 송신 데이터 발생(2)의 타이밍에 이루어진다.
[제 2 실시형태]
도 4는, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제2 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 도 5는, 본 발명의 무선패킷 통신방법의 제2 실시형태의 타임 차트를 나타낸다. 여기서는, 필수 채널이 설정되는 무선국 A와 필수 채널이 설정되지 않은 무선국 B가 존재하고, 무선국 B를 수신처로 하는 송신의 경우에는 특히 제한은 없고, 무선국 A를 수신처로 하는 송신의 경우에는 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 송신이 가능하게 하여, 필수 채널이 비지 상태이면 다른 무선 채널이 빈 상태라 하더라도 송신은 금지되는 것으로 한다. 한편, 제1 실시형태의 경우에는, 모든 무선국에 일률적으로 필수 채널이 설정되어 있으므로, 무선 패킷의 수신처를 고려하지 않고, 송신할 때 반드시 필수 채널을 포함한 제어가 되고 있다.
먼저, 송신 버퍼에 데이터가 축적되면, 캐리어 검출에 의해서 빈 상태의 무선 채널을 검색한다(S1, S2). 여기서는, 송신 데이터 발생(1)의 타이밍에 있어서 무선 채널#3이 비지 상태이고, 무선 채널#1 및 무선 채널#2가 빈 상태로서 검색된다. 다음에, 송신 버퍼에 도착한 l개의 데이터 패킷의 수신처를 해독하고(S11), 그 수신처가 되는 무선국에 필수 채널이 설정되어 있는지 아닌지를 판단한다(S12). 수신처의 무선국에 필수 채널이 설정되어 있으면, 그 필수 채널이 빈 상태인지 아 닌지를 판단하여(S13), 필수 채널이 빈 상태이면, 빈 채널수와 송신 대기 데이터 패킷수에 따라, 각 무선 채널마다 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하여 (병렬)송신한다(S4). 여기서는, 무선국A로의 무선 패킷에 대해서, 필수 채널인 무선 채널#1이 빈 상태이므로, 무선 채널#2를 포함한 2채널에 의해서 무선 패킷의 병렬송신이 이루어진다.
한편, S12에 있어서, 수신처의 무선국에 필수 채널이 설정되어 있지 않으면, 필수 채널의 빈 상태를 고려하지 않고, 빈 채널수와 송신 대기 데이터 패킷수에 따라 각 무선 채널마다 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하여 (병렬)송신한다(S4). 또한, S13에 있어서, 필수 채널이 빈 상태가 아니면, 필수 채널이 설정되어 있는 무선국A로의 무선 패킷의 송신은 할 수 없기 때문에, 송신 버퍼에 다른 데이터 패킷이 있는지 아닌지를 판단하여(S14), 다른 데이터 패킷이 있으면 S11의 수신처 해독으로 되돌아오고, 다른 데이터 패킷이 없으면 S2의 빈 상태의 무선 채널의 검색을 실시한다.
여기서는, 무선 채널#3이 빈 상태가 되었을 때에, 무선 채널#3을 이용하여 필수 채널이 설정되어 있지 않은 무선국 B앞의 무선 패킷의 송신이 가능해진다. 한편, 무선 채널#3에 의한 무선국 A앞의 무선 패킷의 송신은, 무선 채널#1이 비지 상태이므로 금지되고, 무선 채널#1이 빈 상태가 될 때까지 기다리게 된다.
한편, 송신 데이터 발생(2)의 타이밍에서는 무선 채널#1, #2가 빈 상태가 되므로, 필수 채널이 설정되어 있는 무선국 A앞의 무선 패킷, 혹은 필수 채널이 설정되어 있지 않은 무선국 B앞의 무선 패킷 중의 어느 하나라도, 그러한 무선 채널을 이용하여 송신이 가능해진다.
[제 3 실시형태]
도 6은, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제3 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은, 제1 실시형태에 있어서 무선패킷의 병렬송신에 공간분할다중방식을 병용하는 점에 있다. 제 l 실시형태에 있어서의 S4에서 무선 패킷을 재구성할 때에, 빈 채널의 각 공간분할다중수의 총합에 해당하는 병렬송신수에 대해서, 각각 동일한 패킷 길이가 되도록 재구성한다(S5). 그 외에는 제1 실시형태와 같다.
[제 4 실시형태]
도 7은, 본 발명의 무선패킷 통신방법의 제4 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은, 무선패킷의 병렬송신에 공간분할다중방식을 병용하는 경우에, 제3 실시형태에 있어서의 S5에서 빈 채널의 각 공간 분할 다중수의 총합에 해당하는 병렬송신수에 대해서 각각 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하기 전에, 전반계수로부터 안테나 상관을 구하여, 미리 정한 역치에 의해 1 채널에 중복 가능한 공간분할다중수를 구하는 점에 있다(S6). 그 외에는 제3 실시형태와 같다.
[제 5 실시형태]
도 8은, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제5 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은, 제1 실시형태에 나타낸 바와 같이 복수의 무선 채널을 이용하여 병렬송신을 실시하거나, 제3 실시형태에 나타내는 공간분할다중방식을 이용하여 병렬송신을 실시하거나, 송신 버퍼에 축적된 데이터수나 제4 실시형태에 서 나타낸 전반환경에 따른 공간 분할 다중수에 따라 선택하는 점에 있다(S7). 이 선택에 따라서, 빈 채널수 또는 공간 분할 다중수에 대해서 각각 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하여 병렬송신한다(S4, S8). 그 외에는 제1 실시형태와 같다.
[제 6 실시형태]
도 9는, 본 발명의 무선패킷 통신방법의 제6 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은, 제2 실시형태에 있어서 무선 패킷의 병렬송신에 공간분할다중방식을 병용하는 점에 있다. 제2 실시형태에 있어서의 S4에서 무선 패킷을 재구성할 때에, 빈 채널의 각 공간 분할 다중수의 총합에 해당하는 병렬송신수에 대해서 각각 동일한 패킷길이가 되도록 재구성한다(S5). 그 외에는 제2 실시형태와 같다.
[제 7 실시형태]
도 10은, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제7 실시형태의 플로우차트를 나타낸다. 본 실시형태의 특징은, 무선 패킷의 병렬송신에 공간분할다중방식을 병용하는 경우에, 제6 실시형태에 있어서의 S5에서 빈 채널의 각 공간 분할 다중수의 총합에 해당하는 병렬송신수에 대해서 각각 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하기 전에, 전반계수로부터 안테나 상관을 구하여 미리 정한 역치에 의해 1채널에 중복 가능한 공간 분할 다중수를 구하는 점에 있다(S6). 그 외에는 제6 실시형태와 같다.
[제 8 실시형태]
도 11은, 본 발명의 무선 패킷 통신방법의 제8 실시형태의 플로우차트를 나 타낸다. 본 실시형태의 특징은, 제2 실시형태에 나타낸 바와 같이 복수의 무선 채널을 이용하여 병렬송신을 실시하거나, 제6 실시형태에 나타내는 공간분할다중방식을 이용하여 병렬송신을 실시하거나, 송신 버퍼에 도착한 데이터수나 제7 실시형태에서 나타낸 전반환경에 따른 공간분할다중수에 따라 선택하는 점에 있다(S7). 이 선택에 따라, 빈 채널수 또는 공간 분할 다중수에 대해서 각각 동일한 패킷길이가 되도록 재구성하여 병렬송신한다(S4, S8). 그 외에는 제2 실시형태와 같다.
[무선 패킷 통신장치의 구성예]
도 12는, 본 발명의 무선 패킷 통신장치의 구성예를 나타낸다. 여기서는, 3개의 무선 채널#1, #2, #3을 이용하여 3개의 무선 패킷을 병렬로 송수신 가능한 무선 패킷 통신장치의 구성에 대해 나타내지만, 그 병렬수는 임의로 설정이 가능하다. 한편, 각 무선 채널마다 공간 분할 다중을 이용하는 경우에는, 복수의 무선 채널의 각 공간 분할 다중수의 총합에 해당하는 병렬송신수의 무선 패킷을 병렬로 송수신 가능하지만, 여기서는 공간 분할 다중에 대해서는 생략한다. 또한, 복수의 무선 채널을 개개로 독립적으로 사용하는 경우에 대해서도 같다.
도면에 있어서, 무선패킷 통신장치는, 송수신 처리부(10-1, 10-2, 10-3)와, 송신 버퍼(21), 데이터 패킷 생성부(22), 데이터 프레임 관리부(23), 채널 상태 관리부(24), 패킷 배분 송신 제어부(25), 패킷 순서 관리부(26) 및 헤더 제거부(27)를 구비한다.
송수신 처리부(10-1, 10-2, 10-3)는, 서로 다른 무선 채널#1, #2, #3에서 무선통신을 행한다. 이러한 무선 채널은, 서로 무선 주파수 등이 다르므로 서로 독 립적이며, 동시에 복수의 무선 채널을 이용하여 무선 통신할 수 있는 구성이 되어 있다. 각 송수신 처리부(10)는, 변조기(11), 무선 송신부(12), 안테나(13), 무선 수신부(14), 복조기(15), 패킷 선택부(16) 및 캐리어 검출부(17)를 구비한다.
다른 무선패킷 통신장치가 서로 다른 무선 채널#1, #2, #3을 통하여 송신한 무선 신호는, 각각 대응하는 송수신 처리부(10-1, 10-2, 10-3)의 안테나(13)를 통하여 무선 수신부(14)에 입력된다. 각 무선 채널 대응의 무선 수신부(14)는, 입력된 무선 신호에 대해서 주파수 변환, 필터링, 직교 검파 및 AD변환을 포함한 수신 처리를 가한다. 한편, 각 무선 수신부(14)에는, 각각 접속된 안테나(13)가 송신을 위해서 사용되고 있지 않을 때에, 각 무선 채널에 있어서의 무선전반로상의 무선 신호가 상시 입력되고 있어, 각 무선 채널의 수신 전계 강도를 나타내는 RSSI 신호가 캐리어 검출부(17)에 출력된다. 또한, 무선 수신부(14)에 대응하는 무선 채널로 무선 신호가 수신되었을 경우에는, 수신 처리된 베이스밴드 신호가 복조기(15)에 출력된다.
복조기(15)는, 무선 수신부(14)로부터 입력된 베이스밴드 신호에 대해서 각각 복조처리를 실시하여, 얻어진 데이터 패킷은 패킷 선택부(16)에 출력된다. 패킷 선택부(16)는, 입력된 데이터 패킷에 대해서 CRC 체크를 실시하여, 데이터 패킷이 오류없이 수신된 경우에는, 그 데이터 패킷이 자국에 대해서 송신된 것인지 아닌지를 식별한다. 즉, 각 데이터 패킷의 수신처 ID가 자국과 일치하는지 아닌지를 조사하여, 자국앞의 데이터 패킷을 패킷 순서 관리부(26)에 출력함과 동시에, 도시하지 않는 송달 확인패킷 생성부에서 송달 확인 패킷을 생성하여 변조기(11)에 송 출하여, 응답 처리를 실시한다. 이 때, 송달 확인패킷의 송신에 임하여, 전송 속도의 설정이나 공간 분할 다중을 적용하지 않는 등의 송신 모드의 설정을 실시하도록 해도 좋다. 한편, 자국앞이 아닌 데이터 패킷의 경우에는, 패킷 선택부(16)로 해당 패킷이 파기된다.
패킷 순서 관리부(26)는, 입력된 각 데이터 패킷에 부가되어 있는 순서 번호를 조사하여, 수신한 복수의 데이터 패킷의 나열을 적절한 차례, 즉 시퀀스번호순으로 바꾸어 나열한다. 그 결과를 수신 데이터 패킷 계열로서 헤더 제거부(27)에 출력한다. 헤더 제거부(27)는, 입력된 수신 데이터 패킷 계열에 포함되어 있는 각각의 데이터 패킷으로부터 헤더 부분을 제거하고, 수신 데이터 프레임 계열로서 출력한다.
캐리어 검출부(17)는, RSSI신호가 입력되면, 그 신호에 의해서 표시되는 수신 전계 강도의 값과 미리 설정한 역치를 비교한다. 그리고, 소정의 기간중의 수신 전계 강도가 연속적으로 역치보다 작은 상태가 계속하면, 할당된 무선 채널이 빈 상태라고 판정하고, 그 이외의 경우에는 할당된 무선 채널이 비지라고 판정한다. 각 무선 채널에 대응하는 캐리어 검출부(17)는, 이 판정 결과를 캐리어 검출 결과 CS1∼CS3로서 출력한다. 한편, 각 송수신 처리부(10)에 있어서, 안테나(13)가 송신 상태인 경우에는 캐리어 검출부(17)에 RSSI 신호가 입력되지 않는다. 또한, 안테나(13)가 이미 송신 상태에 있는 경우에는, 같은 안테나(13)를 이용하여 다른 데이터 패킷을 무선 신호로서 동시에 송신할 수 없다. 따라서, 각 캐리어 검출부(17)는 RSSI신호가 입력되지 않았던 경우에는, 할당된 무선 채널이 비지인 것 을 나타내는 캐리어 검출 결과를 출력한다.
각 무선 채널에 대응하는 캐리어 검출부(17)로부터 출력되는 캐리어 검출 결과 CS1∼CS3은, 채널 상태 관리부(24)에 입력된다. 채널 상태 관리부(24)는, 각 무선 채널에 대응하는 캐리어 검출 결과에 기초하여 각 무선 채널의 빈 상태를 관리하고, 빈 상태의 무선 채널 및 빈 채널수 등의 정보를 데이터 프레임 관리부(23)에 통지한다(도 12, a).
한편, 송신 버퍼(21)에는, 송신해야 할 송신 데이터 프레임 계열이 입력되어 버퍼링된다. 이 송신 데이터 프레임 계열은, 1개 혹은 복수의 데이터 프레임으로 구성된다. 송신 버퍼(21)는, 현재 유지하고 있는 데이터 프레임의 수, 수신처가 되는 무선패킷 통신장치의 ID정보, 데이터 사이즈, 버퍼상의 위치를 나타내는 어드레스 정보 등을 데이터 프레임 관리부(23)에 순서대로 통지한다(b).
데이터 프레임 관리부(23)는, 송신버퍼(21)로부터 통지된 각 수신처 무선국 ID마다의 데이터 프레임에 관한 정보와, 채널 상태 관리부(24)로부터 통지된 무선 채널에 관한 정보에 기초하여, 어느 데이터 프레임으로부터 어떻게 데이터 패킷을 생성하고, 어느 무선 채널로 송신할 것인지를 결정하여, 각각 송신 버퍼(21), 데이터 패킷 생성부(22) 및 데이터 패킷 배분 송신제어부(25)에 통지한다(c, d, e). 예를 들면, 필수 채널을 포함한 빈 상태의 무선 채널수 N이 송신 버퍼(21)에 있는 송신 대기 데이터 프레임수 K보다 적은 경우에, 필수 채널을 포함한 빈 상태의 무선 채널수 N를 병렬송신하는 데이터 패킷 수로서 결정하여, 송신 버퍼(21)에 대해서 K개의 데이터 프레임으로부터 N개의 데이터 프레임을 지정하는 어드레스 정보를 통지한다(c). 또한, 데이터 패킷 생성부(22)에 대해서는, 송신 버퍼(21)로부터 입력한 데이터 프레임으로부터 N개의 데이터 패킷을 생성하기 위한 정보를 통지한다(d). 또한, 패킷 배분 송신 제어부(25)에 대해서는, 데이터 패킷 생성부(22)로 생성된 N개의 데이터 패킷과 빈 상태의 무선 채널의 대응을 지시한다(e).
송신 버퍼(21)는, 출력 지정된 데이터 프레임을 데이터 패킷 생성부(22)에 출력한다(f). 데이터 패킷 생성부(22)는, 각 데이터 프레임으로부터 데이터 영역을 추출하여 복수의 데이터 블록을 생성하고, 이 데이터 블록에 해당 데이터 패킷의 수신처가 되는 수신처 무선국의 ID정보나 데이터 프레임의 차례를 나타내는 시퀀스 번호 등의 제어 정보를 포함한 헤더부와, 오류 검출 코드인 CRC 부호(FCS부)를 부가하여, 도 17에 나타내는 데이터 패킷을 생성한다. 한편, 제어정보에는, 수신측의 무선국이 데이터 패킷을 수신했을 때에, 본래의 데이터 프레임으로 변환하기 위해서 필요한 정보도 포함된다. 패킷 배분 송신 제어부(25)는, 데이터 패킷 생성부(22)로부터 입력된 각 데이터 패킷과 각 무선 채널을 대응시킨다.
이렇게 대응시킨 결과, 무선 채널#1에 대응시켜진 데이터 패킷은 송수신 처리부(10-1)내의 변조기(11)에 입력되고, 무선 채널#2에 대응시켜진 데이터 패킷은 송수신 처리부(10-2)내의 변조기(11)에 입력되며, 무선 채널#3에 대응시켜진 데이터 패킷은 송수신 처리부(10-3)내의 변조기(11)에 입력된다. 각 변조기(11)는, 패킷 배분 송신 제어부(25)로부터 데이터 패킷이 입력되면, 그 데이터 패킷에 대해서 소정의 변조 처리를 실시하여 무선 송신부(12)에 출력한다. 각 무선 송신부(12)는, 변조기(11)로부터 입력된 변조 처리후의 데이터 패킷에 대해서, DA변환, 주파 수 변환, 필터링 및 전력증폭을 포함한 송신 처리를 실시하여, 각각 대응하는 무선 채널을 통하여 안테나(13)로부터 무선 패킷으로서 송신한다.
제l 실시형태 ~ 제8 실시형태에서 나타낸 필수 채널을 고려한 처리는, 데이터 프레임 관리부(23)의 제어에 기초하여 이루어진다. 이에 따라, 복수의 무선 채널을 사용하는 경우에, 인접 채널에의 누설 등에 기인하여 무선 패킷을 수신할 수 없는 사태를 피한다.
본 발명은, 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 송신하고 있는 송신국에 대해서는, 다른 무선국으로부터 송신을 하지 않기 때문에, 송신국에서 자국앞의 무선 패킷의 수신을 할 수 없는 사태를 피할 수 있다. 한편, 다른 무선국에서는, 필수 채널이 빈 상태가 되는 것을 대기하여 송신국에 대해서 무선패킷을 송신함으로써, 확실히 무선 패킷을 전송할 수 있어, 스루풋의 개선을 도모할 수 있다. 또한, 필수 채널의 설정이 되어 있지 않은 무선국이 있는 경우에는, 필수 채널이 비지 상태이더라도 그 무선국간의 송신을 가능하게 함으로써, 스루풋의 저하를 억제할 수 있다.

Claims (8)

  1. 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선채널을 이용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 l개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하는 무선패킷 통신방법에 있어서,
    송신에 반드시 사용하는 필수 채널을 설정하고, 상기 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 상기 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시하는 것을 특징으로 하는, 무선패킷 통신방법.
  2. 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신방법에 있어서,
    송신에 반드시 사용하는 필수 채널이 설정되는 무선국 A와 필수 채널이 설정되지 않는 무선국 B로 구별하고,
    상기 무선국 A를 수신처로 하는 무선패킷의 경우에는, 상기 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선패킷의 송신을 실시하고, 상기 무선국 B를 수신처로 하는 무선패킷의 경우에는, 빈 상태의 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시하는 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통 신방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 병렬송신되는 상기 복수의 무선패킷은, 패킷 크기가 서로 동일 또는 동등하게 설정되거나, 혹은 전송소요시간에 해당하는 패킷길이가 서로 동일 또는 동등하게 설정되는 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통신방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    데이터수나 전반환경에 따른 공간분할다중수에 따라, 복수의 무선 채널을 이용하는 병렬송신인지 공간분할다중방식을 이용하는 병렬송신인지를 선택하는 것을 특징으로 하는, 무선패킷 통신방법.
  5. 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선 패킷 통신장치에 있어서,
    송신에 반드시 사용하는 필수 채널을 설정하여, 이 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선 패킷의 송신을 실시하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통신장치.
  6. 캐리어 검출에 의해서 빈 상태로 판정된 복수의 무선 채널을 이용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 빈 상태로 판정된 1개의 무선 채널을, 이용하여 공간분할다중방식에 의해 복수의 무선 패킷을 병렬송신하거나, 또는 양자를 병용하여 복수의 무선 패킷을 병렬송신하는 무선패킷 통신장치에 있어서,
    송신에 반드시 사용하는 필수 채널이 설정되는 무선국 A와 필수 채널이 설정되지 않는 무선국 B로 구별하여,
    상기 무선 패킷의 수신처를 검출하여, 상기 무선국 A를 수신처로 하는 무선 패킷의 경우에는, 상기 필수 채널이 빈 상태일 때에 한해서 필수 채널을 포함한 무선 채널을 이용하여 무선패킷의 송신을 실시하고, 상기 무선국 B를 수신처로 하는 무선패킷의 경우에는, 빈 상태의 무선 채널을 이용하여 상기 무선 패킷의 송신을 실시하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통신장치.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 병렬송신되는 상기 복수의 무선 패킷은, 패킷 크기가 서로 동일 또는 동등하게 설정되거나, 혹은 전송소요시간에 해당하는 패킷길이가 서로 동일 또는 동등하게 설정되는 구성인 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통신장치.
  8. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    데이터수나 전반환경에 따른 공간 분할 다중수에 따라, 복수의 무선 채널을 이용하는 병렬송신인지 공간분할다중방식을 이용하는 병렬송신인지를 선택하는 수 단을 구비한 것을 특징으로 하는, 무선 패킷 통신장치.
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