KR100772887B1

KR100772887B1 - Ｍｉｍｏ 스테이션과 ｓｉｓｏ 스테이션이 무선네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법 및 이를 위한네트워크 장치

Info

Publication number: KR100772887B1
Application number: KR1020070005351A
Authority: KR
Inventors: 권창열; 양칠렬; 윤석진; 신세영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-17
Filing date: 2007-01-17
Publication date: 2007-11-05
Also published as: KR20070013358A

Abstract

본 발명은 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법은 무선 네트워크에 스테이션이 접속하는 경우, 상기 스테이션의 정보를 수신하는 단계, 상기 스테이션이 가지는 안테나의 수와 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션이 가지는 안테나 수를 비교하여 공존 정보를 설정하는 단계 및 상기 공존 정보를 포함하는 프레임을 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션에 송신하는 단계를 포함한다.

802.11a, MIMO(Multiple Input Multiple Output), 공존(Coexistence)

Description

ＭＩＭＯ 스테이션과 ＳＩＳＯ 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법 및 이를 위한 네트워크 장치{Method and network device for coexistence in wireless network between MIMO station and SISO station without collision}

도 1은 MIMO 방식으로 데이터를 송수신하는 스테이션의 동작을 보여주는 예시도이다.

도 2는 종래의 기술에 의해 802.11a의 스테이션과 MIMO 스테이션이 하나의 무선 네트워크에 있는 경우를 보여주는 예시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SISO 스테이션과 MIMO 스테이션이 충돌없이 데이터를 송수신하기 위한 과정을 보여주는 순서도이다.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 공존 파라메터 셋의 정보 엘리먼트의 구성을 보여주는 구성도이다.

도 4b는 정보 엘리먼트들의 식별자와 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 파라메터 셋의 식별자를 보여주는 테이블이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 메커니즘의 동작을 보여주는 블록도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공존 메커니즘의 동작을 보여주는 블 록도이다.

도 7a와 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 구성을 보여주는 개념도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 파라메터 셋을 네트워크 환경에 따라 수정하여 보내는 과정을 보여주는 예시도이다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공존 파라메터 셋을 네트워크 환경에 따라 수정하여 보내는 과정을 보여주는 예시도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 MIMO 스테이션의 구조를 보여주는 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : MIMO 스테이션 200 : SISO 스테이션

500 : 공존 파라메터 셋 엘리먼트 900 : 엑세스 포인트

최근 인터넷의 보급과 멀티미디어 자료의 급격한 증가에 의해서 초고속 통신망에 대한 수요가 늘어가고 있다. 이중에서 랜(Local Area Network; 이하, LAN이라 함)은 1980년대 후반부터 도입되어 초기에 1-4Mbps 정도였던 전송량이 현재는 100Mbps의 고속 이더넷(Ethernet)이 일반적으로 사용되고 있다. 최근에는 기가 비트 이더넷(Gigabit Ethernet)에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 한편, 선이 없이도 네트워크에 접속하여 통신을 하려는 시도는 무선 랜(Wireless Local Area Network; 이하, WLAN이라 함)에 대한 연구개발을 촉진시켰으며, 그 결과로 최근에는 WLAN의 보급이 점차로 확산되고 있다. WLAN은 유선 LAN에 비해서 데이터 전송률과 안정성 등에서 성능이 떨어지지만, 선이 없이도 네트워크를 구성할 수 있고 이동성이 좋다는 등의 장점을 가지고 있다. 이에 따라 WLAN의 시장은 점점 커지고 있다.

데이터 전송량의 증가에 대한 요구와 무선 전송 기술의 발달로 인해서 초기 1-2Mbps인 IEEE 802.11 규격을 향상시켜 802.11a, 802.11b, 802.11g등의 규격이 확정되었거나 표준화 회의를 통해 결정 중에 있다. 특히 NII 밴드의 5GHz 대역에서 6-54Mbps의 전송률을 가지는 802.11a는 직교주파수분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; 이하, OFDM이라 함)를 전송기술로 사용하고 있으며, OFDM 전송과 5GHz 대역의 사용에 대한 관심의 증가로 인해 다른 무선 LAN 규격에 비해 각광을 받고 있다.

최근 KT(KT corp.)는 넷스팟(Nespot)이라는 WLAN을 이용한 무선 인터넷 서비스를 상용화 했고 서비스 중이다. 넷스팟은 IEEE 802.11b 혹은 와이파이(Wi-Fi)의 표준에 따른 WLAN을 이용하여 인터넷을 이용할 수 있도록 하는 서비스를 말한다. 무선 데이터 통신 시스템을 위해 현재 표준화가 완성되었거나 연구 중인 것으로 3G(3 generation) 통신으로 불리기도 하는 WCDMA(Wide Code Division Multiple Access), IEEE 802.11x, 블루투스(Bluetooth), IEEE 802.15.3 등이 있다. 이 중에서 현재 저렴한 가격으로 무선 데이터 통신을 할 수 있어 가장 널리 퍼진 규격은 IEEE 802.11x에 속하는 IEEE 802.11b이다. IEEE 802.11b의 표준을 만족시키는 WLAN은 최대 전송률 11 Mbps로 데이터 전송이 가능하고 2.4 Ghz 대역 즉, 일정한 전계 이하에서 허가를 받지 않고도 사용할 수 있는 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 대역을 사용하고 있다. 최근에는 5 Ghz 대역에서 OFDM 방식을 사용하여 최대 54 Mbps의 데이터 전송이 가능한 IEEE 802.11a를 채용한 WLAN의 보급이 늘어나고 있으며, 2.4 Ghz 대역에서 OFDM 방식을 사용하는 IEEE 802.11g에 대한 연구가 활발하다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 이더넷이나 WLAN은 모두 캐리어 센싱 멀티플 액세스(Carrier Sensing Multiple Access; 이하, CSMA라 함) 방식을 사용한다. CSMA 방식은 채널의 사용 여부를 검사하여 채널이 사용되고 있지 않으면(idle) 전송하고, 그렇지 않은 경우에는 일정한 시간 후 다시 전송을 시도하는 방식을 말한다. 현재 CSMA 방식을 개량한 CSMA/CD(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Detection) 방식은 유선 LAN에서 사용되고 있고, CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance) 방식은 패킷 방식의 무선 데이터 통신에 사용되고 있다. CSMA/CD 방식에서 스테이션은 신호를 전송하는 중간에 충돌의 발생을 감지하면 신호 전송을 중단하는 방식을 사용한다. CSMA 방식이 전송전에 채널의 사용 여부(Busy)를 감시한다고 하면 CSMA/CD 방식에서 스테이션은 신호의 전송 중에 채널 상에서 신호의 충돌 여부를 감시한다. CSMA/CD 방식에서 스테 이션은 신호의 전송 중에 충돌이 탐지되면 전송을 중단하고 충돌 사실을 알리기 위해 다른 스테이션에게 잼(jam) 신호를 전송한다. 잼 신호를 전송한 후에 스테이션은 랜덤 시간 동안 지연(Random Back Off)한 후에 다시 신호를 전송한다. CSMA/CA 방식에서 스테이션은 채널이 비게 되는 경우라도 바로 데이터를 전송하지 않고 일정한 시간을 기다린 후에 랜덤 백오프한 후에 신호를 전송하여 신호의 충돌을 회피한다. 만일 전송 중인 신호의 충돌이 발생한 경우에는 랜덤 백오프 시간을 2배 단위로 증가시켜 충돌 가능성을 더욱 낮춘다.

한편 무선 통신의 방식으로 송수신시 몇 개의 안테나를 사용하는 가에 따라 SISO(Single Input Single Output), SIMO(Single Input Multiple Output), MIMO(Multiple Input Multiple Output)등으로 나뉘어질 수 있다. SISO는 하나의 안테나를 통해 송수신하는 방식이며, SIMO는 하나의 안테나를 통해 데이터를 송신하지만, 수신 다양성을 위해 다수의 안테나로 데이터를 수신하는 방식을 의미한다.

MIMO는 복수의 안테나를 사용하여 지향성을 전기적으로 제어하는 어댑티브 어레이 안테나 기술의 하나로서 지향성을 빔상으로 좁게 줄여 여러 개의 독립된 전송로를 형성하고 안테나 수만큼 전송 속도를 배증시킨다. MIMO에는 서로 다른 데이터를 동시에 전송함으로써 시스템의 대역폭을 더 증가시키지 않고, 보다 고속의 데이터 전송할 수 있는 공간적 멀티플렉싱(Spatial Multiplexing)기법과 다중의 송신 안테나에서 같은 데이터를 전송하여 송신 다양성을 얻고자 하는 공간 다이버시티(Spatial Diversity) 기법으로 구분된다.

도 1은 MIMO 방식으로 데이터를 송수신하는 스테이션의 동작을 보여주는 예 시도이다. 무선 네트워크 사용자(10)가 108Mbit/sec의 속도로 데이터를 전송한다(S10). MIMO 인코더(52)는 이를 54Mbit/sec으로 전송하기 위해 데이터를 인코딩한다(S20). 이 데이터는 MIMO 송신기(54)에서 두 개의 안테나를 통해 송신된다(S30). 송신된 데이터는 멀티패스(Multipath)의 무선 채널을 통해 MIMO 수신기(56)으로 수신된다(S40). MIMO 수신기(56)은 이 데이터를 재조합하여, 다시 108Mbit/sec의 속도로 엑세스 포인트(900)로 전송한다(S50).

현재 이러한 MIMO 방식은 전송 속도의 증가라는 점에서 특히 주목받고 있다. 현재, 802.11n 무선 네트워크에서의 전송 기술로 대두되고 있으며, 또한 802.11의 무선 네트워크, 예를 들어 현존하는 802.11a, 802.11b, 802.11g 네트워크의 성능을 향상시키는 기술로 주목받고 있다. 그런데, 현존하는 802.11a, 802.11b, 802.11g 네트워크와 공존하기 위해서는 기존의 무선 네트워크의 장비들과 MIMO 방식을 채택한 기기들간의 충돌을 없애야 한다. 그러나 기존 무선 네트워크의 프로토콜을 수정할 경우, 기생산된 제품의 변경을 가져오므로 경제학적, 기술적 측면에서 바람직하지 못하다. 종래에 서로 다른 전송 모드의 스테이션들이 전송 시점을 나누어 송신을 하는 방식이 있어왔다(미국 공개특허 2003-0169763). 상기 미국 특허 출원은 두 가지의 변조 방식(802.11b, 802.11g)의 스테이션이 공존하면서 무경쟁 모드시에는 802.11g가 전송을 하고, 경쟁 모드에서는 802.11b가 전송하는 방식을 취하고 있다. 그러나 이는 특정 전송 모드의 스테이션들이 데이터를 거의 전송하지 않을 경우, 전송 가능한 시간은 짧아지면서 데이터 전송 효율이 떨어진다는 문제점이 있다.

따라서 기존의 무선 네트워크의 장비를 변화시키지 않고, MIMO 방식을 지원 하는 무선 네트워크 디바이스와 공존하는 방법이 필요하다.

본 발명의 기술적 과제는 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 데이터의 충돌 없이 공존하는데 있다.

본 발명의 다른 기술적 과제는 MIMO 스테이션의 데이터 송신 중 SISO 스테이션이 데이터를 송신하지 않도록 하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법은 무선 네트워크와 결합한 MIMO 스테이션이 네트 워크로부터 다른 스테이션의 공존 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 제 1 프레임의 상기 공존 정보가 SISO 스테이션이 존재함을 나타내는 경우, 자신을 수신자로 하는 제 2 프레임을 SISO 방식으로 송신하는 단계 및 제 2의 MIMO 스테이션에게 데이터를 MIMO 방식으로 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법은 무선 네트워크와 결합한 MIMO 스테이션이 네트워크로부터 다른 스테이션의 공존 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 제 1 프레임의 상기 공존 정보가 SISO 스테이션이 존재함을 나타내는 경우, MIMO 데이터를 수신할 제 2 MIMO 스테이션을 수신자로 하는 제 2 프레임을 SISO 방식으로 송신하는 단계, 상기 제 2 프레임을 수신한 제 2 MIMO 스테이션이 SISO 방식으로 송신한 제 3 프레임을 수신하는 단계 및 상기 제 2 MIMO 스테이션에 데이터를 MIMO 방식으로 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 장치는 무선 네트워크에 스테이션이 접속하는 경우, 상기 스테이션의 정보를 수신하는 수신부, 상기 디코딩한 정보에 포함된 스테이션이 가지는 안테나의 수와 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션이 가지는 안테나 수를 비교하여 공존 정보를 설정하여 저장하는 공존 정보 설정부 및 상기 공존 정보를 포함하는 프레임을 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션에 송신하는 송신부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 네트워크 장치는 무선 네트워크로부터 다른 스테이션의 공존 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 수신부, 상기 디코딩한 상기 제 1 프레임의 상기 공존 정보를 저장하는 공존 정보 설정부 및 상기 제 1 프레임의 상기 공존 정보가 SISO 스테이션이 존재함을 나타내는 경우, 자신을 수신자로 하는 제 2 프레임을 SISO 방식으로 송신하며, 제 2의 MIMO 스테이션에게 데이터를 MIMO 방식으로 송신하는 송신부를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 네트워크 장치는 무선 네트워크로부터 다른 스테이션의 공존 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 수신부 및 상기 디코딩한 상기 제 1 프레임의 상기 공존 정보가 SISO 스테이션이 존재함을 나타내는 경우, MIMO 데이터를 수신할 제 2 MIMO 스테이션을 수신자로 하는 제 2 프레임을 SISO 방식으로 송신하는 송신부를 포함하며, 상기 수신부는 상기 제 2 프레임을 수신한 제 2 MIMO 스테이션이 SISO 방식으로 송신한 제 3 프레임을 수신하고, 상기 송신부는 제 2 MIMO 스테이션에 데이터를 MIMO 방식으로 송신한다.

본 명세서에서 사용하는 용어를 정리하면 다음과 같다.

- RTS, CTS

RTS(Request to Send, 전송요구) 프레임은 큰 프레임의 전송을 위한 매체 제어를 획득하기 위해 사용된다. CTS(Clear to Send, 전송 클리어) 프레임은 RTS 프레임에 대한 응답이다.

- SIFS(Short Interframe Space)

RTS/CTS 프레임이나 긍정 확인 응답(positive acknowledgements)과 같은 최고 우선권을 가진 프레임의 전송을 위해 사용된다. 고수준의 우선권을 가진 프레임은 SIFS가 지난 후에 통신을 시작할 수 있다.

- NAV (Network Allocation Vector)

네트워크 할당 벡터(NAV)는 무선 네트워크 내에서 데이터의 송수신시 충돌이 일어나는 것을 막기 위해 설정되는 값이다. NAV 값은 송수신되는 RTS, CTS, 또는 다른 프레임에 포함된 값을 통해 설정되는데, 이 값을 설정하여 감소시키는데, 0이 되기 전까지는 매체가 사용중인 것으로 가정한다. 따라서 NAV 값이 0이 아닌 경우에는 데이터를 전송하지 않는다.

- 스테이션

무선 네트워크에 참여하여 무선으로 데이터를 송수신하는 디바이스를 의미한다. 일반적으로 스테이션은 노트북이나 PDA, 컴퓨터 등을 의미한다. 그러나 반드시 이러한 컴퓨팅 기기에 한정되는 것은 아니고, 무선 네트워크를 통해 데이터를 송수신하는 모든 장치를 의미한다. 휴대용 기기에 한정되지 않으며 고정된 기기들도 무선 환경에서 데이터를 송수신할 수 있다. 이하 스테이션 혹은 디바이스는 이러한 무선 네트워크에서 데이터를 무선으로 송수신하는 기기들을 통칭한다.

- 비콘 프레임

비콘(beacon) 프레임은 네트워크의 존재를 알리며, 네트워크 유지 보수의 중요한 역할을 담당한다. 비콘 프레임은 이동 스테이션이 네트워크에 참여하기 위하여 파라미터를 대응시킬 뿐만 아니라, 네트워크를 찾고, 인식하기 위하여 주기적으로 전송된다. 비콘 프레임에는 여러 정보가 포함될 수 있다.

- 프로브 응답 프레임

프로브 응답(Probe Response) 프레임은 네트워크의 정보를 요청하는 프로브 요청(Probe Request) 프레임에 대한 응답으로, 역시 네트워크에 대한 정보를 포함한다. 비콘 프레임의 모든 파라미터를 전송하며, 이동 스테이션으로 하여금 파라미터를 비교하여 네트워크에 참여할 수 있도록 한다.

- MIMO, SISO

SISO(Single Input Single Output)는 하나의 안테나를 가지고 데이터를 송수신하는 방식을 의미하며, MIMO(Multiple Input Multiple Output)는 다수의 안테나로 데이터를 송수신하는 방식을 의미한다. 본 명세서에서 SISO 방식으로 데이터를 송수신한다는 것은 하나의 안테나를 통해 데이터를 송수신하는 것으로 802.11a 또는 802.11b 등에서 사용하는 송수신 방법이 예가 될 수 있다. MIMO 방식으로 데이터를 송수신한다는 것은 둘 이상의 안테나를 통해 데이터를 송수신하는 것이다. MIMO 방식을 지원하는 스테이션에서 MIMO 방식으로 데이터를 송신하면 SISO 스테이션에서는 이를 인지할 수 없으나, MIMO 스테이션이 하나의 안테나만을 사용하여 SISO 방식으로 데이터를 송신하면 SISO 스테이션이 인지할 수 있다.

본 명세서에서는 802.11a를 중심으로 설명하지만 이는 SISO 스테이션의 무선 통신 규격 중 일 실시예에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

무선 네트워크에서 데이터의 충돌을 피하기 위해서 물리적 캐리어 센싱(Physical Carrier Sensing)과 가상 캐리어 센싱(Virtual Carrier Sensing)이 있다. 물리적 캐리어 센싱은 현재 다른 스테이션이 무선 매체를 사용중인지를 실제로 검토하여 충돌을 피하는 방식이다. 가상 캐리어 센싱은 물리적 캐리어 센싱과 달리, 정해진 특정 기간동안 매체가 점유되고 있다고 가정하는 것이다. 즉 물리적 캐 리어 센싱은 실제 매체를 검토하여 얻게 되는 반면, 가상 캐리어 센싱은 송수신 되는 특정 값으로 정하여지게 된다. 그리고 이러한 값을 바탕으로, 매체가 점유되는 시간을 예상하여 그 기간이 지난 후 송신을 하도록 하는 구조가 가상 캐리어 센싱이다. 이러한 가상 캐리어 센싱을 위해서 필요한 값이 네트워크 할당 벡터 (Network Allocation Vector:NAV, 이하 NAV라 한다)이다. 스테이션은 NAV 값이 0이 아닐 경우 현재 무선 매체를 다른 스테이션이 사용중인 것으로 가정하여, 데이터 송신을 시도하지 않게 된다. 이 NAV 값은 RTS, CTS와 같은 프레임의 전송을 통해 매체의 점유 시간을 계산하여 할당할 수 있다.

도 2는 종래의 기술에 의해 802.11a의 스테이션과 MIMO 스테이션이 하나의 무선 네트워크에 있는 경우를 보여주는 예시도이다. 802.11a 스테이션들은 상기의 가상 캐리어 센싱을 통해 데이터의 충돌을 피할 수 있다. 그러나 MIMO 스테이션은 MIMO 방식으로 데이터를 전송하므로, 이 데이터를 802.11a 스테이션들이 MIMO 데이터 프레임의 내용을 파악할 수 없다. 그 결과, 802.11a 스테이션들은 NAV 값을 세팅할 수도 없고, 현재 어떤 데이터가 송수신중인지 알 수 없으므로, 가상 캐리어 센싱이 이루어지지 않는 상태에서 데이터를 송수신 할 수 있다. MIMO 데이터가 송수신 중에도 802.11a 스테이션이 데이터를 송신할 수 있으므로, 이 경우 충돌이 발생한다. 이러한 문제점이 802.11 무선 네트워크의 기존 SISO 방식을 사용하는 스테이션과 MIMO 방식의 스테이션이 공존하는 데 걸림돌이 되어왔다. 따라서 SISO 스테이션과 MIMO 스테이션이 충돌 없이 데이터를 송수신하는 방법이 필요하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 SISO 스테이션과 MIMO 스테이션이 충돌 없이 데이터를 송수신하기 위한 과정을 보여주는 순서도이다.

도 3에서는 무선 네트워크를 구성하는 스테이션으로 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 각각 2개씩 존재한다. 도 3은 일 실시예에 해당하며, 상기 스테이션의 숫자에 얽매이지 않는다. 또한 SISO 스테이션은 기존의 802.11a, 802.11b. 802.11g 등의 무선 네트워크 디바이스를 의미한다.

MIMO 스테이션(101)이 다른 MIMO 스테이션(102)으로 데이터를 송신하기 전에, 다른 스테이션이 데이터 송신 중 다시 데이터를 송신하는 충돌을 피하도록 한다. 무선 네트워크를 구성하는 다른 스테이션들이 가상 캐리어 센싱을 할 수 있도록 NAV 값의 세팅을 위한 데이터를 SISO 방식으로 송신한다(S101). SISO 방식으로 송신하면 다른 MIMO 스테이션(102)과 SISO 스테이션(201, 202)가 모두 인지할 수 있다. SISO 방식으로 보낸다는 것은 기존의 802.11a/11b/11g 등의 방식으로 보내는 것을 의미한다.

상기 데이터를 수신한 다른 스테이션들(102, 201, 202)은 NAV 값을 세팅 한다(S102). 그리고 MIMO 스테이션(101)이 MIMO 방식으로 데이터를 송신하며(S110) 수신측 MIMO 스테이션(102)는 송신된 MIMO 데이터를 수신한다(S112). 데이터의 송신 중 SISO 스테이션은 MIMO 방식으로 송신되는 데이터를 인지하지 못하지만, S102 단계에서 NAV 값을 세팅하였으므로, 현재 채널이 사용중임을 알 수 있으며, NAV를 카운트다운 하여 0이 되기 전까지 송신을 중지한다(S114). MIMO 데이터의 송수신이 완료되면 수신측 MIMO 스테이션(102)은 수신 완료를 통지한다(S116). 그리고 NAV값이 0으로 되어 더 이상 채널이 사용중이지 않음을 알게 된 SISO 스테이션(201, 202)은 데이터 송신이 가능하다(S130). SISO 스테이션(201)이 데이터 송신에 앞서 가상 캐리어 센싱을 위한 NAV 값 세팅 데이터를 SISO 방식으로 송신한다(S141). 이를 수신한 다른 스테이션들(101, 102, 202)은 NAV 값을 세팅하고(S142), NAV의 값이 0이 되기 전까지 매체가 사용중인 것으로 가정한다(S142). 다른 스테이션들은 NAV를 카운트다운하게 되며(S144), SISO 스테이션(201)은 다른 SISO 스테이션(202)에 데이터를 송신한다(S150).

도 3의 예시를 통해 알 수 있듯이, MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 공존하여도 가상 캐리어 센싱을 위한 전처리 단계를 데이터 송신시에 두어, 충돌이 일어나지 않도록 할 수 있다.

도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 공존 파라메터 셋의 정보 엘리먼트의 구성을 보여주는 구성도이다. 무선 네트워크 내에서 서로 다른 전송 방식을 사용하는 스테이션들이 충돌을 일으키지 않도록 하는 정보 엘리먼트의 구성을 보여준다. 이 정보 엘리먼트는 비콘(Beacon) 프레임 혹은 프로브 응답(Probe response) 프레임에 실려서 전체 스테이션에 전달될 수 있다. 공존을 위한 정보 엘리먼트는 식별자(510), 길이(520), 최소 물리층 수용 능력(530), 공존 모드(540), 공존 타입(550), 예약 비트(560)으로 구성된다.

식별자(Element ID)(510)는 해당 정보 엘리먼트를 구별하기 위한 식별자이다. 8bit(1 octet)으로 구성된다. 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임과 같은 관리 프레임에는 여러가지 정보를 포함하는 정보 엘리먼트(Information Element)가 실려서 전송될 수 있다. 따라서 이들 중에서 공존에 대한 정보 엘리먼트임을 식별 시키기 위해서는 4b의 식별자를 사용할 수 있다.

도 4b는 정보 엘리먼트들의 식별자와 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 파라메터 셋의 식별자를 보여주는 테이블이다. 도 4b중에서 현재 할당되지 않은 숫자인 7-15, 32-128, 131-255 중에서 선택 가능하다. MIMO 관련된 정보 엘리먼트가 129와 130이라는 식별자를 가지므로, 128을 식별자로 할 수 있다. 공존 파라메터 셋 엘리먼트를 나타내기 위한 식별자는 상기 선택 가능한 숫자중 어느 것을 선택해도 가능하며, 128은 일 실시예에 불과하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

길이(Length)(520)는 공존 파라메터 셋 엘리먼트의 길이를 나타낸다.

최소 물리층 수용 능력(Minimum PHY Capability)(530)은 현재 무선 네트워크를 구성하는 디바이스, 즉 스테이션들의 물리층 수용 능력에 대한 정보를 포함한다. 이는 크게 안테나(531), 프리앰블 타입(532), 예약비트(533)가 있다.

안테나(Antena)(531)는 해당 무선 네트워크에 참여하는 스테이션들 각각이 가지는 안테나 수 중에서 최소 수를 의미한다. SISO 방식의 스테이션들이 MIMO 방식의 스테이션들과 함께 존재할 경우, SISO 스테이션은 하나의 안테나를 가지므로, 안테나(531)는 1의 값을 가질 수 있다. SISO 방식이 아닌, MIMO 방식의 스테이션들만 존재한다면, 안테나가 2 이상을 가지는 스테이션들로 구성되므로 2 이상의 수가 될 것이다. 안테나(531) 부분은 추후 디바이스의 성능 향상으로 확장될 수 있다. 이때에는 예약 비트(533)을 사용할 수 있고, 또는 안테나(531)부분을 확장시켜서 구성할 수 있다.

프리앰블 타입(Preamble Type)(532)은 어떤 프리앰블을 사용할 것인지, 예를 들어 802.11a 또는 MIMO 등 사용하는 프리앰블이 어떤 타입인지를 보여주며, 예약비트(Reserved Bits)(533)는 추후에 확장 가능성을 위한 부분이다.

공존 모드(Coexistence Mode)(540)는 MIMO 스테이션들과 SISO 스테이션들이 공존하는 경우, 이들이 도 3에서 살펴본 공존 메커니즘을 선택적으로 사용할지 혹은 강제적으로, 또는 각 스테이션에게 사용 여부를 일임하는지에 대한 것이다. 즉 공존 메커니즘의 사용 여부에 관한 정보를 의미한다.

00값을 가지는 방임 모드(Don't care Mode)에서는 스테이션들이 공존을 위한 메커니즘의 사용 여부에 대해 각 스테이션에 일임하는 형식이다. 따라서 해당 네트워크 내의 스테이션들은 최소 물리층 수용능력(530)을 살펴보고 독자적으로 판단하여 데이터를 송수신한다.

01값을 가지는 강제모드(Forced Mode)에서는 모든 스테이션들이 공존을 위한 메커니즘을 사용할 것을 강제한다. 따라서 공존 타입(550)에 정의된 공존 메커니즘을 사용하게 된다.

10값을 가지는 권장모드(Recommended Mode)에서는 공존 메커니즘을 사용할 것을 권장한다. 이는 공존 메커니즘을 사용하기에 부적합한 상황이 아니면 공존 메커니즘을 사용하여 충돌을 피하는 것을 의미한다.

11값을 가지는 불사용 모드(Don't use Mode)에서는 스테이션들이 공존을 위한 메커니즘의 사용을 하지 않는 경우이다. 이는 내부에 SISO 스테이션이 존재해도 공존 메커니즘을 사용하지 않을 경우 세팅되는 값이다.

공존타입(Coexistence Type)(550)은 네트워크에서 사용할 공존 메커니즘을 규정한 것이다. 공존 메커니즘은 데이터 충돌없이 공존하기 위한 방법을 의미하며, 본 발명의 일 실시예에 따를 경우 크게 세 가지 경우를 가질 수 있다.

00값을 가지는 방임 모드(Don't care Mode)는 어떤 방법이든, 상황에 맞게 스테이션이 알아서 선택하는 것을 의미한다.

01값을 가지는 공용-CTS(Common CTS) 메커니즘은 데이터 전송 전에 CTS 프레임을 무선 네트워크에 송신하여 다른 무선 네트워크 디바이스가 NAV 값을 설정할 수 있도록 하는 방식이다. 공용-CTS 방법에 대해서는 도 5에서 자세히 설명한다.

10값을 가지는 공용-RTS/CTS(Common RTS/CTS) 메커니즘은 데이터 전송 전에, 데이터를 수신할 스테이션과 송신할 스테이션간에 RTS, CTS 프레임을 교환하여 다른 무선 네트워크 디바이스가 NAV 값을 설정할 수 있도록 하는 방식이다. 공용-RTS/CTS 방법에 대해서는 도 6에서 자세히 설명한다.

공존 모드가 권장모드 또는 강제모드인 경우, 공존 타입의 공존 메커니즘을 사용하여 충돌을 회피할 수 있다. 상기의 공존 메커니즘은 본 발명의 일 실시예에 해당하며, 상기 메커니즘과 유사한 다른 프레임의 전송등을 포함한다.

예약비트(Reserved Bits)(560)는 추후 확장을 위해 남겨둔 부분이다. 이는 최소 물리층 수용능력(530) 또는 공존 모드(540), 공존 타입(550) 등이 확장될 수도 있고, 다른 구분 정보가 필요할 수 있으므로 남겨둔 부분이다.

MIMO 스테이션(101)이 다른 MIMO 스테이션(102)으로 MIMO 데이터를 송신하려 는 상황이다. A 구간에서 송신측 MIMO 스테이션(101)은 자기 자신을 수신자로 하는 CTS 프레임을 802.11a 방식으로 송신한다. CTS 프레임이 무선 네트워크에 전송됨을 인지한 다른 스테이션(102, 103, 201)들은 상기 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 설정할 수 있다. B 구간내, 즉 상기 CTS 프레임을 전송한 후 SIFS(Short Interframe Space)의 시간이 흐른 후 송신 MIMO 스테이션(101)은 MIMO 데이터를 송신한다. 수신측 MIMO 스테이션(102)은 MIMO 데이터를 수신하고, ACK를 송신할 수 있다. 다른 MIMO 스테이션(103)은 MIMO 데이터를 이해할 수 있으므로 MIMO 데이터의 송신이 완료된 후, SIFS 기간의 시작과 함께 다시 NAV값을 재설정할 수 있다.

한편, 802.11a 스테이션(201)은 A 구간에서 인지한 802.11a 방식으로 전송되는 CTS 프레임을 통해 설정한 NAV값을 통해 가상 캐리어 센싱이 이루어져, B 구간에서는 데이터를 송신하지 않는다. 그 결과 B 구간에서의 MIMO 데이터의 송수신은 SISO 스테이션과 충돌을 일으키지 않고 완료된다. 이후 C 구간에서는 새로이 데이터 송수신을 위한 구간이 되며, 이 구간내에서 MIMO 또는 SISO 스테이션이 데이터를 송신할 수 있다.

각 스테이션들이 도 5에서 수행하는 작업을 살펴보면 다음과 같다.

송신측 MIMO 스테이션(101)은 CTS 프레임을 802.11a의 방식으로 송신한 후, SIFS 기간이 흐른 뒤에 MIMO 데이터를 전송한다. 그리고 SIFS의 기간 후 수신측 MIMO 스테이션(102)가 보내는 ACK 프레임을 수신한다.

수신측 MIMO 스테이션(102)은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 세팅한다. 그리고 MIMO 데이터를 수신한 후, SIFS 기간이 지난 후 ACK 프레임을 송신한다.

다른 MIMO 스테이션(103)은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 세팅하고, NAV 값이 0이 될 때까지 데이터 송신을 중지한다. 또한 MIMO 데이터의 송신이 완료된 후, SIFS 기간의 시작과 함께 수신측 수신측 MIMO 스테이션(102)이 송신하는 ACK 프레임의 기간을 포함하여 다시 NAV 값을 세팅한다. 다른 MIMO 스테이션(103)은 송수신 되는 MIMO 데이터를 인지할 수 있기 때문이다.

다른 SISO 스테이션(201), 예를 들어 802.11a 규격에 따르는 스테이션들은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 세팅할 수 있다. CTS 프레임은 802.11a의 방식에 따라 전송되는 프레임이므로, 802.11a 스테이션들도 이를 인지하여 NAV 값을 세팅할 수 있다. 다만, B 구간내에서 송수신되는 MIMO 데이터를 해석할 수 없으므로, CTS을 통해 세팅한 NAV 값을 통해 일정기간동안 매체가 점유된 것으로 인지한다.

도 5의 공용 CTS 방식은 프레임 하나를 전송함으로써, MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 충돌없이 공존하는 과정을 보여주고 있다. 그런데 CTS 프레임만을 사용하게 될 경우, 히든 노드(Hidden Node) 문제가 발생할 수 있다. 예를 들어 송신측 MIMO 스테이션에서 송신한 CTS 프레임을 SISO 스테이션이 받지 못하는 경우가 발생한다. 이를 방지하기 위해서는 공용 CTS 방식이 아닌 공용 RTS/CTS 방식을 사용한다.

MIMO 스테이션(101)이 다른 MIMO 스테이션(102)으로 MIMO 데이터를 송신하려는 상황이다. A 구간에서 송신측 MIMO 스테이션(101)은 RTS 프레임을 802.11a 방식으로 송신한다. 이를 수신한 수신측 MIMO 스테이션(102)은 응답으로 CTS 프레임을 802.11a 방식으로 송신한다.

RTS, CTS 프레임이 무선 네트워크에 전송됨을 인지한 다른 스테이션(102, 103, 201)들은 상기 RTS, CTS 프레임을 통해 NAV 값을 설정할 수 있다. 즉 RTS 프레임 전송시 NAV 값을 설정하고 CTS 프레임의 전송시 다시한번 NAV 값을 설정한다. RTS, CTS 프레임 모두 802.11a 방식으로 송신되므로, 802.11a 스테이션도 이들 프레임을 인지할 수 있다.

NAV 값이 설정된 후, B 구간내, 즉 상기 CTS 프레임을 전송한 후 SIFS(Short Interframe Space)의 시간이 흐른 후 송신 MIMO 스테이션(101)은 MIMO 데이터를 송신한다. 수신측 MIMO 스테이션(102)은 MIMO 데이터를 수신하고, ACK를 송신할 수 있다. 다른 MIMO 스테이션(103)은 MIMO 데이터를 이해할 수 있으므로 MIMO 데이터의 송신이 완료된 후, SIFS 기간의 시작과 함께 ACK 프레임의 송신 시간을 포함하는 NAV값을 재설정할 수 있다.

한편, 802.11a 스테이션(201)은 A 구간에서 인지한 802.11a 방식으로 전송되는 RTS, CTS 프레임을 통해 설정한 NAV값으로, B 구간에서는 데이터를 송신하지 않는다. 그 결과 B 구간에서의 MIMO 데이터의 송수신은 SISO 스테이션과 충돌을 일으키지 않고 완료된다. 이후 C 구간에서는 새로이 데이터 송수신을 위한 구간이 되 며, 이 구간내에서 MIMO 또는 SISO 스테이션이 데이터를 송신할 수 있다.

각 스테이션들이 도 6에서 수행하는 작업을 살펴보면 다음과 같다.

송신측 MIMO 스테이션(101)은 RTS 프레임을 802.11a의 방식으로 송신한 후, SIFS 기간이 흐른 후, 수신측 MIMO 스테이션(102)이 송신한 CTS 프레임을 802.11a의 방식으로 수신한다. 그리고 SIFS 기간이 흐른 뒤에 MIMO 데이터를 전송한다. 그리고 SIFS의 기간 후 수신측 MIMO 스테이션(102)이 보내는 ACK 프레임을 수신한다.

수신측 MIMO 스테이션(102)은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 RTS 프레임을 수신한 후, SIFS 기간이 지난 후 CTS 프레임을 송신한다. 그리고 SIFS의 기간이 흐른 뒤, MIMO 데이터를 수신하고 SIFS 기간을 기다린 후 ACK 프레임을 송신한다.

다른 MIMO 스테이션(103)은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 RTS 프레임과 수신측 MIMO 스테이션(102)이 보낸 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 세팅하고, NAV 값이 0이 될 때까지 데이터 송신을 중지한다. 또한 MIMO 데이터의 송신이 완료된 후, SIFS 기간의 시작과 함께 수신측 MIMO 스테이션(102)이 송신하는 ACK 프레임의 전송 시간을 포함하는 NAV 값을 재설정한다. 다른 MIMO 스테이션(103)은 송수신 되는 MIMO 데이터를 인지할 수 있기 때문이다.

다른 SISO 스테이션(201), 예를 들어 802.11a 규격에 따르는 스테이션들은 상기 송신측 MIMO 스테이션(101)이 보낸 RTS 프레임과 수신측 MIMO 스테이션(102)이 보낸 CTS 프레임을 통해 NAV 값을 세팅할 수 있다. RTS, CTS 프레임은 802.11a의 방식에 따라 전송되는 프레임이므로, 802.11a 스테이션들도 이를 인지하여 NAV 값을 세팅할 수 있다. 다만, B 구간내에서 송수신되는 MIMO 데이터를 해석할 수 없으므로, CTS을 통해 세팅한 NAV 값을 통해 일정기간동안 매체가 점유된 것으로 인지한다.

한편 도 5에서 발생가능한 히든 노드 문제는 해결된다. 엑세스 포인트가 존재하는 무선 네트워크에서 특정 노드가 RTS 프레임을 받지 못한 경우라 해도, 액세스 포인트가 수신 스테이션으로부터 전달받아서 보내는 CTS 프레임을 통해 히든 노드인 스테이션들도 NAV 값을 설정할 수 있기 때문이다.

도 7a는 인프라스트럭쳐 네트워크(Infrastructure Network)를 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 구성하는 형태를 보이는 개념도이다. MIMO 스테이션(101, 102)과 SISO 스테이션(201)은 엑세스 포인트(900)를 통해 데이터를 송수신한다. 공용 CTS 방식을 사용할 경우, 송신측 MIMO 스테이션은 CTS 프레임을 802.11a의 방식으로 데이터를 송신한다. 이는 802.11a 스테이션(201)이 인지하여 NAV 값을 알 수 있다.

또한 공용 RTS/CTS 방식을 사용할 경우, 송신측 MIMO 스테이션은 RTS 프레임을 송신한다. 이 데이터는 엑세스 포인트(900)를 통해 수신측 MIMO 스테이션으로 송신되고, 수신측 MIMO 스테이션이 보내는 CTS 프레임 역시 엑세스 포인트를 통해 송신측 MIMO 스테이션으로 보내진다. 따라서 송신측 MIMO 스테이션이 보내는 RTS 프레임을 802.11a 스테이션(201)이 인지하지 못한 경우라 해도, 엑세스 포인터가 보내는 CTS 프레임의 존재를 인지하여 NAV 값을 설정할 수 있다.

도 7b는 애드혹 네트워크(Ad-hoc Network, Independent Network)를 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 구성하는 형태를 보이는 개념도이다. MIMO 스테이션(101, 102)들은 직접 데이터를 송신한다. 공용 CTS 방식을 사용할 경우, 송신측 MIMO 스테이션은 CTS 프레임을 802.11a의 방식으로 데이터를 송신한다. 동일한 네트워크 내의 802.11a 스테이션(201)이 인지하여 NAV 값을 알 수 있다.

또한 공용 RTS/CTS 방식을 사용할 경우, 송신측 MIMO 스테이션은 RTS 프레임을 송신한다. 이 데이터는 수신측 MIMO 스테이션으로 송신되고, 수신측 MIMO 스테이션은 이에 대한 응답으로 CTS 프레임을 MIMO 스테이션으로 보낸다. 따라서 송신측 MIMO 스테이션이 보내는 RTS 프레임을 802.11a 스테이션(201)이 인지하지 못한 경우라 해도, CTS 프레임의 존재를 인지하여 NAV 값을 설정할 수 있다.

한편 지금까지 살펴본 공용 CTS 또는 공용 RTS/CTS 방식은 MIMO 데이터의 송신시에 선행되어야 하는 작업이다. 따라서 무선 네트워크내에 SISO 스테이션이 없는 경우, 또는 SISO 스테이션이 거의 동작을 하지 않고, 데이터 전송도 하지 않는 경우에는 탄력적으로 상기 방식을 운용하거나 하지 않을 수 있다. 또한 실제 공존 메커니즘으로서 공용 CTS와 공용 RTS/CTS는 네트워크에 히든 노드가 발생할 가능성의 유무에 따라 적절히 조정될 수 있다. 이러한 조정은 도 4a에서 살펴본 공존 파라메터 셋을 통해 이루어 질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공존 파라메터 셋을 네트워크 환경에 따라 수정하여 보내는 과정을 보여주는 예시도이다. 도 8에서 SISO 스테이션이 존재 하지만 데이터의 송수신을 하지 않는 경우, 공존 파라메터 셋을 수정하여 보낸다.

도 8에서 SISO 스테이션(201)은 정해진 특정 시간동안 전혀 데이터의 송수신이 없는 상태이다. 이 경우 SISO 스테이션(201)은 당분간 데이터를 송신하지 않을 것이라고 예상할 수 있으므로, SISO 스테이션(201)의 가상 캐리어 센싱을 위한 공존 메커니즘을 수행할 필요가 없다. 이 경우 엑세스 포인트(900)는 공존 파라메터 셋(500)의 공존 모드(540)를 11(불사용 모드)로 하여, 공존 메커니즘을 사용하지 않도록 한다. 이후 SISO 스테이션(201)이 데이터를 송신하여, 데이터의 충돌이 발생하면, 엑세스 포인트(900)는 상기 공존 파라메터 셋(500)의 공존 모드(540)를 다시 상황에 따라 00(방임모드), 01(강제모드), 10(권장모드) 등으로 바꿀 수 있다. 도 8과 같이 SISO 스테이션이 존재하여도 실제 데이터 전송이 없거나 미미한 경우에까지, 모든 MIMO 데이터 전송시 공존 메커니즘을 사용하는 것은 전체 네트워크의 성능을 저하시킬 수 있으므로, 상황에 따라 공존 메커니즘의 사용 여부를 적용하여 무선 네트워크에서의 데이터 송수신의 오버헤드를 줄일 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공존 파라메터 셋을 네트워크 환경에 따라 수정하여 보내는 과정을 보여주는 예시도이다. 무선 네트워크에 존재하는 스테이션들중에서 히든 노드가 없는 경우 공존 파라메터 셋을 수정하여 보낸다.

도 9에서 무선 통신의 송수신 영역(300)은 모든 스테이션을 커버한다. 즉, 어느 스테이션이 신호를 보내도, 모든 스테이션들이 인지할 수 있는 경우이다. 이 경우에는 전술한 공존 메커니즘 중에서 공용 RTS/CTS를 사용할 필요가 없다. 공용 CTS만을 사용해도 히든 노드가 없으므로 SISO 스테이션이 가상 캐리어 센싱을 하기 에 문제가 없다. 이 경우 엑세스 포인트(900)는 공존 파라메터 셋(500)의 공존 타입(550)을 01(공용 CTS)로 하여, 공용 CTS 메커니즘을 통해 충돌을 회피하도록 한다. 이후 새로운 스테이션이 들어오고, 이 스테이션의 참가로 인해 히든 노드가 발생할 수 있는 상황이라면 엑세스 포인트(900)는 상기 공존 파라메터 셋(500)의 공존 타입(550)을 다시 상황에 따라 10(공용 RTS/CTS)로 바꿀 수 있다.

또한 도 8에서 살펴본 바와 같이 새로이 참가한 스테이션이 SISO 스테이션이고, 이 스테이션이 MIMO 스테이션의 전파 영역에 비추어 히든 노드가 될 가능성이 높다고 하여도, 새로이 참가한 스테이션이 데이터 송수신이 없는 경우라면 공존 타입(550)을 바꾸지 않을 수 있다. 공존 모드와 공존 타입은 네트워크의 상황과 스테이션의 데이터 송수신 패턴에 따라 다양하게 조정될 수 있다.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어, 즉 '~모듈'은 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 기능들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이 터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 모듈들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.

MIMO 스테이션(100)은 크게 송신부(110), 수신부(120), 인코딩부(130), 디코딩부(140), 제어부(150), 공존 정보 설정부(160), 그리고 둘 이상의 안테나(181, 182)로 구성된다. 도 10을 구성하는 구성요소들은 도 3내지 도 9에서 제시된 본 발명의 일 실시예를 가능하게 한다.

안테나(181, 182)는 무선 신호를 보내고 받는 기능을 한다.

송신부(110)는 상기 안테나(181, 182)로 신호를 보내며, 인코딩부(130)는 상기 송신부가 보낼 신호를 만들기 위해 데이터를 인코딩하는 작업을 한다. 둘 이상의 안테나를 통해 신호를 송신하기 위해서는 데이터를 나누어 인코딩하는 것이 필요하다. 인코딩의 일 실시예는 도 1에서 신호를 보내기 위해 108Mbit/sec의 데이터를 54Mbit/sec으로 나누어 보내는 S10과 S20 단계이다.

수신부(120)는 상기 안테나(181, 182)로부터 신호를 수신하며, 디코딩부(140)는 이 신호를 데이터로 디코딩하는 작업을 한다. 둘 이상의 안테나를 통해 신호가 수신될 경우, 이들 데이터를 통합하는 과정이 필요하다.

공존 정보 설정부(160)는 크게 두 가지 기능을 한다. MIMO 스테이션이 엑세스 포인트의 기능을 하거나, 애드혹 네트워크에서 비콘 또는 프로브 응답 프레임을 보내는 기능을 할 경우, 다른 스테이션으로부터 수신한 정보에서 공존 정보를 생성하는 기능을 한다. 그리고 단지 MIMO 스테이션으로서의 기능만을 수행한다면, 엑세스 포인트로부터 또는 애드혹 네트워크의 다른 스테이션으로부터 수신한 공존 정보를 저장하여 이에 따라 MIMO 데이터를 보낼 때 충돌을 피하기 위한 작업을 수행하도록 한다.

공존 정보 설정부(160)는 공존 모드와 공존 타입에 따라, 송신부에서 MIMO 데이터를 보내기 전에 충돌을 피하기 위한 선작업을 수행하도록 한다. 또한 엑세스 포인트 또는 애드혹 네트워크에서 비콘 등의 관리 프레임을 보내는 스테이션의 경우에는 현재 무선 네트워크와 이를 구성하는 스테이션들의 상태를 살펴보아 어떤 공존 모드 혹은 어떤 공존 메커니즘을 사용할 것인지를 탄력적으로 조정할 수 있다.

제어부(150)는 상기 각 구성요소간의 정보 교환 및 제어를 담당한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 구현함으로써 MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 데이터의 충돌 없이 공존할 수 있다.

본 발명을 구현함으로써 MIMO 스테이션의 데이터 송신 중 SISO 스테이션이 데이터를 송신하지 않도록 하여 무선 네트워크의 전송 효율을 높일 수 있다.

Claims

데이터 전송능력이 상이한 스테이션들이 공존하는 무선 네트워크에서 제1 스테이션이 송신할 데이터를 위한 매체 점유 기간을 나타내는 정보를 포함하는 제1 프레임을 생성하는 단계; 및

상기 생성된 제1 프레임을 제2 스테이션에게 송신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 제1 프레임은 RTS 프레임 또는 CTS 프레임인, 통신 방법.
제 2항에 있어서,

상기 CTS 프레임의 목적지 주소는 상기 제1 스테이션의 주소인, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 송신된 제1 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
제 4항에 있어서,

상기 응답 프레임은 CTS 프레임인, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 매체 점유 기간 동안 상기 데이터를 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식으로 상기 제2 스테이션에게 송신하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 스테이션들이 상기 무선 네트워크에서 공존하는 방식을 나타내는 공존 정보를 포함하는 제2 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하고,

상기 제1 프레임을 생성하는 단계는 상기 수신된 제2 프레임의 상기 공존 정보에 의존하여 수행되는, 통신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제1 프레임을 생성하는 단계는 상기 수신된 제2 프레임의 상기 공존 정보가 상기 무선 네트워크에 SISO(Single Input Single Output) 스테이션이 존재함을 나타내는 경우에 수행되는, 통신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제2 프레임은 비콘 프레임과 프로브 응답 프레임 중 어느 하나인, 통신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 공존 정보는 최소 물리층 수용 능력에 대한 정보를 포함하는, 통신 방법.
제 10항에 있어서,

상기 최소 물리층 수용 능력은 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션들 각각이 가지는 안테나 수 중에서 최소 안테나 수에 대한 정보를 포함하는, 통신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 공존 정보는 통신 충돌을 방지하기 위한 공존 메커니즘의 사용 방식을 나타내는 공존 모드를 포함하는, 통신 방법.
제 12항에 있어서,

상기 공존 모드는 방임 모드, 강제 모드, 및 권장 모드 중 어느 하나인, 통신 방법.
제 7항에 있어서,

상기 공존 정보는 통신 충돌을 방지하기 위한 공존 메커니즘의 종류를 나타내는 공존 타입을 포함하는, 통신 방법.
제 14항에 있어서,

상기 제1 프레임의 유형은 상기 공존 타입에 따라서 결정되는, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g 중에서 어느 하나를 기반으로 하는, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 데이터는 MIMO 방식으로 송신할 데이터인, 통신 방법.
제 1항에 있어서,

상기 송신하는 단계는 상기 제1 프레임을 SISO 방식으로 상기 제2 스테이션에게 송신하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
데이터 전송능력이 상이한 스테이션들이 공존하는 무선 네트워크에서 송신할 데이터를 위한 매체 점유 기간을 나타내는 정보를 포함하는 제1 프레임의 생성을 제어하는 공존 정보 설정부; 및

상기 공존 정보 설정부의 제어에 따라서 생성된 상기 제1 프레임을 송신하는 송신부를 포함하는, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 제1 프레임은 RTS 프레임 또는 CTS 프레임인, 네트워크 장치.
제 20항에 있어서,

상기 CTS 프레임의 목적지 주소는 상기 네트워크 장치의 주소인, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 송신된 제1 프레임에 대한 응답 프레임을 수신하는 수신부를 더 포함하는, 네트워크 장치.
제 22항에 있어서,

상기 응답 프레임은 CTS 프레임인, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 송신부는 상기 매체 점유 기간 동안 상기 데이터를 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 방식으로 송신하는, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 스테이션들이 상기 무선 네트워크에서 공존하는 방식을 나타내는 공존 정보를 포함하는 제2 프레임을 수신하는 수신부를 더 포함하고,

상기 공존 정보 설정부는 상기 수신된 제2 프레임의 상기 공존 정보에 의존하여 매체 점유 과정을 제어하는, 네트워크 장치.
제 25항에 있어서,

상기 송신부는 수신된 제2 프레임의 상기 공존 정보가 상기 무선 네트워크에 SISO(Single Input Single Output) 스테이션이 존재함을 나타내는 경우에 상기 제1 프레임을 송신하는, 네트워크 장치.
제 25항에 있어서,

상기 제2 프레임은 비콘 프레임과 프로브 응답 프레임 중 어느 하나인, 네트워크 장치.
제 25항에 있어서,

상기 공존 정보는 최소 물리층 수용 능력에 대한 정보를 포함하는, 네트워크 장치.
제 28항에 있어서,

상기 최소 물리층 수용 능력은 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션들 각각이 가지는 안테나 수 중에서 최소 안테나 수에 대한 정보를 포함하는, 네트워크 장치.
제 25항에 있어서,

상기 공존 정보는 통신 충돌을 방지하기 위한 공존 메커니즘의 사용 방식을 나타내는 공존 모드를 포함하는, 네트워크 장치.
제 30항에 있어서,

상기 공존 모드는 방임 모드, 강제 모드, 및 권장 모드 중 어느 하나인, 네트워크 장치.
제 25항에 있어서,

상기 공존 정보는 통신 충돌을 방지하기 위한 공존 메커니즘의 종류를 나타내는 공존 타입을 포함하는, 네트워크 장치.
제 32항에 있어서,

상기 제1 프레임의 유형은 상기 공존 타입에 따라서 결정되는, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g 중에서 어느 하나를 기반으로 하는, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 데이터는 MIMO 방식으로 송신할 데이터인, 네트워크 장치.
제 19항에 있어서,

상기 송신부는 상기 제1 프레임을 SISO 방식으로 송신하는, 네트워크 장치.
무선 네트워크에 스테이션이 접속하는 경우, 상기 스테이션에 대한 정보를 수신하는 단계;

상기 수신된 정보에 포함된 상기 스테이션이 가지는 안테나의 수와 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션이 가지는 안테나 수의 비교 결과에 따라서, 상기 무선 네트워크 내에서 스테이션들이 공존하는 방식을 나타내는 공존 정보를 설정하는 단계; 및

상기 공존 정보를 포함하는 프레임을 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션에 송신하는 단계를 포함하고,

상기 공존 정보는 RTS 프레임과 CTS 프레임 중 적어도 하나를 사용하여 상기 무선 네트워크를 구성하는 스테이션 간의 데이터 충돌을 피하는 공존 메커니즘의 종류를 규정하는, MIMO 스테이션과 SISO 스테이션이 무선 네트워크에서 충돌없이 공존하는 방법.