KR101584873B1 - 채널 통합 및 매체 접근 제어 재전송을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

채널 통합 및 매체 접근 제어 재전송을 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

1차 채널(primary channel) 및 적어도 하나의 비1차 채널(non-primary channel)(예컨대, 2차 채널, 3차 채널 또는 4차 채널)을 포함하는 복수의 통합된 채널을 사용하여, TVWS(television white space) 등의 불연속 스펙트럼을 통해 통신하기 위해 채널 통합을 수행하는 방법 및 장치가 기술되어 있다. 1차 채널에 액세스하기 위해 1차 채널에서 CSMA(carrier sense multiple access, 반송파 감지 다중 접속)가 수행될 수 있다. AIFS(arbitration interframe space, 중재 프레임간 간격) 동안 기다리고 어쩌면 1차 채널에서 백오프(backoff)를 수행한 후에, 통합된 채널이 전송을 위해 사용될 수 있다. 복수의 AC(access class, 액세스 클래스) 각각에 대해, 각각의 채널에 대한 논리 버퍼(logic buffer)를 생성하기 위해 버퍼 제어기가 사용될 수 있다. 버퍼 제어기에 A-MPDU[aggregated MAC(medium access control) protocol data unit, 통합된 MAC(매체 접근 제어) 프로토콜 데이터 단위] 프레임 정보를 제공하고 통합 및 단편화 프로세스를 제어하기 위해 프레임 제어기(frame controller)가 사용될 수 있다.

Description

채널 통합 및 매체 접근 제어 재전송을 수행하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING CHANNEL AGGREGATION AND MEDIUM ACCESS CONTROL RETRANSMISSION}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 미국 가특허 출원 제61/413,116호(2010년 11월 12일자로 출원됨); 미국 가특허 출원 제61/413,126호(2010년 11월 12일자로 출원됨); 및 미국 가특허 출원 제61/413,221호(2010년 11월 12일자로 출원됨)(이들의 내용이 참조 문헌으로서 본 명세서에 포함됨)를 기초로 우선권을 주장한다.
점점 더 많은 대역폭-요구 무선 응용이 가정에 또는 사무실에 설치됨에 따라 제약되는 대역폭에서 LAN(local wireless network, 로컬 무선 네트워크)이 동작할 수 있다. 이것을 해결하기 위해, TVWS(television white space, 텔레비전 화이트 스페이스) 등의 새로 등장하는 스펙트럼에서의 WTRU(wireless transmit/receive unit, 무선 송수신 유닛)의 동작이 필요할 수 있다. 그렇지만, 이러한 스펙트럼에서 동작하는 WTRU에 의해 사용될 수 있는 허용 채널은 종종 비연속적인 스펙트럼 청크이다. 현재의 무선 기술은 불연속 스펙트럼 할당에 걸쳐 통합된 방식으로 동작하지 않는다.
시스템 또는 사용자에 의해 사용가능한 대역폭을 최대화하기 위해, 비연속적인 스펙트럼 청크의 동시적인 사용이 요구된 QoS(quality of service, 서비스 품질)를 달성하는 데 중요할 수 있다. 다수의 비연속적 채널에 걸쳐 동작하고 질서있고 강건한 방식으로 채널에 액세스하는 것은 복잡한 프로세스일 수 있다. WTRU는 모든 WTRU가 매체에 액세스하는 데 공정한 기회를 가짐으로써 충돌 가능성이 최소로 되도록 기능해야만 할지도 모른다.
동적 스펙트럼 할당을 용이하게 해주고 LAN의 강건성을 보장하기 위해, LAN에서의 AP(access point, 액세스 포인트)에 의해 상이한 관리/제어 메시지가 송신될 필요가 있다. 이들 메시지는 모든 WTRU 간의 조정을 유지할 수 있고 WTRU들이 효율적으로 동작하는 데 도움을 줄 수 있다. 그에 부가하여, 다수의 채널에 걸친 MAC(medium access control, 매체 접근 제어) 계층 반송파 통합(carrier aggregation)의 수행은 더 많은 데이터가 전송될 수 있게 해줄 수 있고, 그로써 시스템 처리율(system throughput)을 증가시킨다.
1차 채널(primary channel) 및 적어도 하나의 비1차 채널(non-primary channel)(예컨대, 2차 채널, 3차 채널 또는 4차 채널)을 포함하는 복수의 통합된 채널을 사용하여, TVWS(television white space) 등의 불연속 스펙트럼을 통해 통신하기 위해 채널 통합을 수행하는 방법 및 장치가 기술되어 있다. 1차 채널에 액세스하기 위해 1차 채널에서 CSMA(carrier sense multiple access, 반송파 감지 다중 접속)가 수행될 수 있다. AIFS(arbitration interframe space, 중재 프레임간 간격) 동안 기다리고 어쩌면 1차 채널에서 백오프(backoff)를 수행한 후에, 통합된 채널이 전송을 위해 사용될 수 있다. 복수의 AC(access class, 액세스 클래스) 각각에 대해, 각각의 채널에 대한 논리 버퍼(logic buffer)를 생성하기 위해 버퍼 제어기가 사용될 수 있다. 버퍼 제어기에 A-MPDU[aggregated MAC(medium access control) protocol data unit, 통합된 MAC(매체 접근 제어) 프로토콜 데이터 단위] 프레임 정보를 제공하고 통합 및 단편화 프로세스를 제어하기 위해 프레임 제어기(frame controller)가 사용될 수 있다.
일례로서 첨부 도면과 관련하여 주어진 이하의 설명으로부터 보다 상세하게 이해할 수 있다.
도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템의 시스템도.
도 1b는 도 1a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 WTRU(wireless transmit/receive unit)의 시스템도.
도 1c는 도 1a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 무선 액세스 네트워크 및 예시적인 코어 네트워크의 시스템도.
도 2는 IEEE 802.11n 시스템에서의 1차 채널의 예를 나타낸 도면.
도 3은 IEEE 802.11ac 시스템에서의 1차 채널의 예를 나타낸 도면.
도 4는 DSM(dynamic spectrum management, 동적 스펙트럼 관리) 시스템 동작 채널에서의 제어 및 데이터에 의한 복수의 통합된 채널의 시분할 공유(time sharing)의 예를 나타낸 도면.
도 5는 1차 채널을 통한 MAC(media access control) 계층 CSMA(carrier sense multiple access)의 예를 나타낸 도면.
도 6은 지연 5/10/15/20 메커니즘(defer 5/10/15/20 mechanism)의 예를 나타낸 도면.
도 7은 1차 채널을 통한 RTS(request to send, 송신 요청)/CTS(clear to send, 송신 가능) 메시징의 예를 나타낸 도면.
도 8은 다중 사용자 시나리오에서의 RTS/CTS 메시징의 예를 나타낸 도면.
도 9는 수정된 RTS 메시징 프레임 형식의 예를 나타낸 도면.
도 10은 전용 제어 채널로서의 1차 채널의 예를 나타낸 도면.
도 11은 NAV(network allocation vector, 네트워크 할당 벡터) 및 AP(access point)로의 전송의 예를 나타낸 도면.
도 12는 RTS에 대한 프레임 형식의 예를 나타낸 도면.
도 13은 CTS 메시징의 프레임 형식의 예를 나타낸 도면.
도 14는 AND-논리 결합된 CSMA의 예를 나타낸 도면.
도 15는 CSA(channel switch announcement, 채널 전환 공지) 메시지의 예를 나타낸 도면.
도 16은 통합된 제어 채널 구현예에서 사용되는 수정된 CSA 메시지의 예를 나타낸 도면.
도 17은 IEEE 802.11에서의 측정 보고 메시지의 예를 나타낸 도면.
도 18은 IEEE 802.11에서의 측정 유형 필드의 예를 나타낸 도면.
도 19는 측정 유형 4의 예를 나타낸 도면.
도 20은 DSM(dynamic spectrum management) 시스템의 CMF(channel management function, 채널 관리 기능)가 장애가 있는 채널을 대체할 다른 이용가능한 채널을 이미 가지고 있는 제1 시나리오의 흐름도.
도 21은 DSM 시스템의 CMF가 장애가 있는 채널을 대체할 이용가능한 채널을 가지고 있지 않은 제2 시나리오의 흐름도.
도 22는 1차 채널 장애의 예를 나타낸 도면.
도 23은 비1차 채널 장애의 예를 나타낸 도면.
도 24는 제어 메시지 및 그의 우선순위의 예를 제공하는 표를 나타낸 도면.
도 25는 기본 요청에 대한 IEEE 802.11 측정 요청 필드 형식의 예를 나타낸 도면.
도 26은 도 25의 IEEE 802.11 측정 요청 필드의 내부에 있는 수정된 채널 번호 필드의 예를 나타낸 도면.
도 27은 이벤트 트리거를 사용한 노드(예컨대, AP 또는 eNB)에 의한 고우선순위 제어 메시지 전송의 예를 나타낸 도면.
도 28은 MAC 계층 통합 유닛의 예를 나타낸 도면.
도 29는 ACK(positive acknowledgement, 긍정 확인 응답) 동기화를 사용하지 않는 MAC 통합에서의 동시 전송 및 수신을 나타낸 도면.
도 30은 ACK 절차의 예를 나타낸 도면.
도 31은 TXOP(transmission opportunity, 전송 기회)의 비단편화된(non-fragmented) 또는 단일 단편 패킷 전송 및 마지막 전송에서의 지속기간 필드 예를 나타낸 도면.
도 32는 TXOP의 단편화된(fragmented) 패킷 전송 또는 비지속(non-last) 전송에서의 지속기간 필드 예를 나타낸 도면.
도 33은 연속(continuing) TXOP와 비연속(non-continuing) TXOP를 구별하는 지속기간 필드 예를 나타낸 도면.
도 34는 DSM 시스템의 예시적인 아키텍처를 나타낸 도면.
도 35는 DSM 엔진의 예시적인 아키텍처를 나타낸 도면.
도 36은 1차 CSMA의 예를 나타낸 도면.
도 37a 및 도 37b는 향상된 MAC 아키텍처의 예를 나타낸 도면.
도 38 및 도 39는 비어있는 버퍼로 인한 패킷 재정렬(packet reordering)의 예를 나타낸 도면.
도 40 및 도 41은 이용가능하지 않은 채널로 인한 패킷 재정렬의 예를 나타낸 도면.
도 42 및 도 43은 QoS(quality of service) 요구사항으로 인한 패킷 재정렬의 예를 나타낸 도면.
도 44는 BC(buffer controller, 버퍼 제어기)의 예시적인 호 흐름을 나타낸 도면.
도 45는 수신측에서의 향상된 MAC 계층 아키텍처의 예를 나타낸 도면.
도 46은 비HT(non-high throughput, 비고처리율) PPDU[PHY(physical layer, 물리 계층) protocol data unit(프로토콜 데이터 단위)] 데이터 형식을 나타낸 도면.
도 47은 MAC 헤더의 일반 형식을 나타낸 도면.
도 48은 HT-혼합(HT-mixed) PPDU 데이터 형식을 나타낸 도면.
도 49는 HT-혼합 또는 HT-그린필드(HT-Greenfield) PPDU에 대한 MAC 헤더의 일반 형식을 나타낸 도면.
도 50은 HT-그린필드 PPDU 데이터 형식을 나타낸 도면.
도 51은 프레임 제어기에 대한 예시적인 호 흐름 절차를 나타낸 도면.
도 52는 비HT PPDU에 대한 MCS(modulation and coding scheme, 변조 및 코딩 방식) 파라미터를 나타낸 도면.
도 53은 HT PPDU에 대한 MCS 파라미터를 나타낸 도면.
도 54는 A-MPDU(aggregated MAC protocol data unit, 통합된 MAC 프로토콜 데이터 단위)의 구성을 나타낸 도면.
도 55a 및 도 55b는 단순화된 버퍼 방식에 기초한 전송측에서의 향상된 MAC 아키텍처의 대안의 실시예를 나타낸 도면.
도 56은 버퍼링 기능 블록도.
도 57a 및 도 57b는 각각의 AC(access class) 블록도에 대한 상이한 버퍼를 나타낸 도면.
도 58은 1차 채널에서 전송이 실패한 재전송 예를 나타낸 도면.
도 59는 4차 채널에서 전송이 실패한 재전송 예를 나타낸 도면.
이후부터 언급될 때, "WTRU(wireless transmit/receive unit)"라는 용어는 무선 환경에서 동작할 수 있는 UE(user equipment, 사용자 장비), STA(station, 스테이션), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, PDA(personal digital assistant, 개인 휴대 단말기), 비AP 스테이션(non-AP station), 컴퓨터, 또는 임의의 다른 유형의 사용자 장치를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. WTRU는 비인프라 노드(non-infrastructure node)일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "AP(access point)"라는 용어는 무선 환경에서 동작할 수 있는 노드-B, 사이트 제어기(site controller), 기지국, 또는 임의의 다른 유형의 인터페이싱 장치를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "네트워크 노드", "네트워크 요소" 및 "네트워크 구성요소"는 통신 네트워크에 접속되어 있고 데이터를 송신 및/또는 수신할 수 있는 임의의 전자 장치를 말하지만, 이들로 제한되지 않는다.
도 1a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템(100)을 나타낸 것이다. 통신 시스템(100)은 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 방송 등과 같은 콘텐츠를 다수의 무선 사용자에게 제공하는 다중 접속 시스템일 수 있다. 통신 시스템(100)은 다수의 무선 사용자가 시스템 자원(무선 대역폭을 포함함)의 공유를 통해 이러한 콘텐츠에 액세스할 수 있게 해줄 수 있다. 예를 들어, 통신 시스템(100)은 CDMA(code division multiple access, 코드 분할 다중 접속), TDMA(time division multiple access, 시분할 다중 접속), FDMA(frequency division multiple access, 주파수 분할 다중 접속), OFDMA(orthogonal FDMA, 직교 FDMA), SC-FDMA(single-carrier FDMA, 단일 반송파 FDMA) 등과 같은 하나 이상의 채널 접속 방법을 이용할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d), RAN(radio access network, 무선 액세스 네트워크)(104), 코어 네트워크(106), PSTN(public switched telephone network, 공중 교환 전화망)(108), 인터넷(110), 및 기타 네트워크(112)를 포함할 수 있지만, 개시된 실시예가 임의의 수의 WTRU, 기지국, 네트워크 및/또는 네트워크 요소를 생각하고 있다는 것을 잘 알 것이다. WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 각각은 무선 환경에서 동작하고 및/또는 통신하도록 구성되어 있는 임의의 유형의 장치일 수 있다. 일례로서, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있고, UE(user equipment), 이동국, 고정형 또는 이동형 가입자 장치, 페이저, 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 스마트폰, 랩톱, 넷북, 개인용 컴퓨터, 무선 센서, 가전 제품 등을 포함할 수 있다.
통신 시스템(100)은 또한 기지국(114a) 및 기지국(114b)을 포함할 수 있다. 기지국(114a, 114b) 각각은 하나 이상의 통신 네트워크 - 코어 네트워크(106), 인터넷(110) 및/또는 기타 네트워크(112) 등 - 에의 액세스를 용이하게 해주기 위해 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 적어도 하나와 무선으로 인터페이스하도록 구성되어 있는 임의의 유형의 장치일 수 있다. 예로서, 기지국(114a, 114b)은 BTS(base transceiver station, 기지국 송수신기), 노드-B, eNB(evolved Node-B), HNB(Home eNB), 사이트 제어기, AP(access point), 무선 라우터 등일 수 있다. 기지국(114a, 114b) 각각이 단일 요소로서 나타내어져 있지만, 기지국(114a, 114b)이 임의의 수의 상호연결된 기지국 및/또는 네트워크 요소를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
기지국(114a)은 다른 기지국 및/또는 네트워크 요소(도시 생략) - BSC(base station controller, 기지국 제어기), RNC(radio network controller, 무선 네트워크 제어기), 중계 노드, 기타 등등 - 도 포함할 수 있는 RAN(104)의 일부일 수 있다. 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)은 특정한 지리적 지역 - 셀(도시 생략)이라고 할 수 있음 - 내에서 무선 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 셀은 여러 셀 섹터(cell sector)로 추가로 나누어질 수 있다. 예를 들어, 기지국(114a)과 연관된 셀이 3개의 섹터로 나누어질 수 있다. 따라서, 일 실시예에서 기지국(114a)은 3개의 송수신기(즉, 셀의 각각의 섹터마다 하나씩)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(114a)은 MIMO(multiple-input multiple-output) 기술을 이용할 수 있고, 따라서, 셀의 각각의 섹터에 대해 다수의 송수신기를 이용할 수 있다.
기지국(114a, 114b)은 임의의 적당한 무선 통신 링크[예컨대, RF(radio frequency, 무선 주파수), 마이크로파, IR(infrared, 적외선), UV(ultraviolet, 자외선), 가시광 등]일 수 있는 공중 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상과 통신할 수 있다. 임의의 적당한 RAT(radio access technology, 무선 액세스 기술)를 사용하여 공중 인터페이스(116)가 설정될 수 있다.
보다 구체적으로는, 앞서 살펴본 바와 같이, 통신 시스템(100)은 다중 접속 시스템일 수 있고, CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등과 같은 하나 이상의 채널 접속 방식을 이용할 수 있다. 예를 들어, RAN(104) 내의 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 WCDMA(wideband CDMA, 광대역 CDMA)를 사용하여 공중 인터페이스(116)를 설정할 수 있는 UTRA[UMTS(universal mobile telecommunications system) terrestrial radio access]와 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. WCDMA는 HSPA(high-speed packet access, 고속 패킷 액세스) 및/또는 HSPA+(Evolved HSPA)와 같은 통신 프로토콜을 포함할 수 있다. HSPA는 HSDPA(high-speed downlink packet access, 고속 하향링크 패킷 액세스) 및/또는 HSUPA(high-speed uplink packet access, 고속 상향링크 패킷 액세스)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 LTE(long term evolution) 및/또는 LTE-A(LTE-Advanced)를 사용하여 공중 인터페이스(116)를 설정할 수 있는 E-UTRA(evolved UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수 있다.
다른 실시예에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는 IEEE 802.16[즉, WiMAX(worldwide interoperability for microwave access)], CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO(evolution- data optimized), IS-2000(Interim Standard 2000), IS-95(Interim Standard 95), IS-856(Interim Standard 856), GSM(global system for mobile communications), EDGE(enhanced data rates for GSM evolution), GERAN(GSM/EDGE RAN) 등과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다.
도 1a의 기지국(114b)은, 예를 들어, 무선 라우터, HNB, HeNB, 또는 AP일 수 있고, 사업장, 가정, 차량, 캠퍼스 등과 같은 국소화된 지역에서의 무선 연결을 용이하게 해주는 임의의 적당한 RAT를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 WLAN(wireless local area network, 무선 근거리 통신망)을 설정하기 위해 IEEE 802.11과 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 WPAN(wireless personal area network, 무선 개인 영역 네트워크)을 설정하기 위해 IEEE 802.15와 같은 무선 기술을 구현할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 피코셀(picocell) 또는 펨토셀(femtocell)을 설정하기 위해 셀룰러-기반 RAT(예컨대, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A 등)를 이용할 수 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 기지국(114b)은 인터넷(110)에의 직접 연결을 가질 수 있다. 따라서, 기지국(114b)은 코어 네트워크(106)를 통해 인터넷(110)에 액세스할 필요가 없을 수 있다.
RAN(104)은 음성, 데이터, 응용 프로그램, 및 VoIP(voice over internet protocol) 서비스를 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상의 WTRU에 제공하도록 구성되어 있는 임의의 유형의 네트워크일 수 있는 코어 네트워크(106)와 통신하고 있을 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(106)는 호 제어, 과금 서비스, 모바일 위치-기반 서비스, 선불 전화(pre-paid calling), 인터넷 연결, 비디오 배포 등을 제공하고 및/또는 사용자 인증과 같은 고수준 보안 기능을 수행할 수 있다. 도 1a에 도시되어 있지는 않지만, RAN(104) 및/또는 코어 네트워크(106)가 RAN(104)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 이용하는 다른 RAN과 직접 또는 간접 통신을 하고 있을 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 예를 들어, E-UTRA 무선 기술을 이용하고 있을 수 있는 RAN(104)에 연결되는 것에 부가하여, 코어 네트워크(106)는 또한 GSM 무선 기술을 이용하는 다른 RAN(도시 생략)과 통신하고 있을 수 있다.
코어 네트워크(106)는 또한 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)가 PSTN(108), 인터넷(110) 및/또는 기타 네트워크(112)에 액세스하기 위한 게이트웨이로서 역할할 수 있다. PSTN(108)은 POTS(plain old telephone service)를 제공하는 회선-교환 전화 네트워크를 포함할 수 있다. 인터넷(110)은 TCP/IP 프로토콜군 내의 TCP(transmission control protocol, 전송 제어 프로토콜), UDP(user datagram protocol, 사용자 데이터그램 프로토콜) 및 IP(Internet protocol, 인터넷 프로토콜)와 같은 공통의 통신 프로토콜을 사용하는 상호연결된 컴퓨터 네트워크 및 장치의 전세계 시스템을 포함할 수 있다. 기타 네트워크(112)는 다른 서비스 공급자가 소유하고 및/또는 운영하는 유선 또는 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(112)는 RAN(104)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 이용할 수 있는 하나 이상의 RAN에 연결된 다른 코어 네트워크를 포함할 수 있다.
통신 시스템(100) 내의 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 일부 또는 전부는 다중-모드 기능을 포함할 수 있다 - 즉, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)가 상이한 무선 링크를 통해 상이한 무선 네트워크와 통신하기 위한 다수의 송수신기를 포함할 수 있다 -. 예를 들어, 도 1a에 도시된 WTRU(102c)는 셀룰러-기반 무선 기술을 이용할 수 있는 기지국(114a)과 통신하도록, 그리고 IEEE 802 무선 기술을 이용할 수 있는 기지국(114b)과 통신하도록 구성될 수 있다.
도 1b는 도 1a에 도시된 통신 시스템(100) 내에서 사용될 수 있는 예시적인 WTRU(102)를 나타낸 것이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, WTRU(102)는 프로세서(118), 송수신기(120), 송신/수신 요소(예컨대, 안테나)(122), 스피커/마이크(124), 키패드(126), 디스플레이/터치패드(128), 비이동식 메모리(130), 이동식 메모리(132), 전원 공급 장치(134), GPS(global positioning system) 칩셋(136), 및 주변 장치(138)를 포함할 수 있다. 실시예와 부합한 채로 있으면서 WTRU(102)가 상기한 요소들의 임의의 서브컴비네이션을 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
프로세서(118)는 범용 프로세서, 전용 프로세서, 종래의 프로세서, DSP(digital signal processor), 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 제어기, 마이크로제어기, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 회로, IC(integrated circuit), 상태 기계 등일 수 있다. 프로세서(118)는 WTRU(102)가 무선 환경에서 동작할 수 있게 해주는 신호 코딩, 데이터 처리, 전력 제어, 입력/출력 처리, 및/또는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(118)는 송신/수신 요소(122)에 결합되어 있을 수 있는 송수신기(120)에 결합될 수 있다. 도 1b가 프로세서(118) 및 송수신기(120)를 개별 구성요소로서 나타내고 있지만, 프로세서(118) 및 송수신기(120)가 전자 패키지 또는 칩에 함께 통합되어 있을 수 있다.
송신/수신 요소(122)는 공중 인터페이스(116)를 통해 기지국[예컨대, 기지국(114a)]으로 신호를 전송하거나 기지국으로부터 신호를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는 RF 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 다른 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는, 예를 들어, IR, UV 또는 가시광 신호를 전송 및/또는 수신하도록 구성되어 있는 방출기/검출기일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송신/수신 요소(122)는 RF 신호 및 광 신호 둘 다를 전송 및 수신하도록 구성될 수 있다. 송신/수신 요소(122)가 무선 신호의 임의의 조합을 전송 및/또는 수신하도록 구성되어 있을 수 있다.
그에 부가하여, 송신/수신 요소(122)가 도 1b에 단일 요소로서 나타내어져 있지만, WTRU(102)는 임의의 수의 송신/수신 요소(122)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, WTRU(102)는 MIMO 기술을 이용할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, WTRU(102)는 공중 인터페이스(116)를 통해 무선 신호를 전송 및 수신하기 위한 2개 이상의 송신/수신 요소(122)(예컨대, 다수의 안테나)를 포함할 수 있다.
송수신기(120)는 송신/수신 요소(122)에 의해 전송되어야 하는 신호를 변조하고 송신/수신 요소(122)에 의해 수신되는 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이, WTRU(102)는 다중-모드 기능을 가질 수 있다. 따라서, 송수신기(120)는 WTRU(102)가, 예를 들어, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은 다수의 RAT를 통해 통신할 수 있게 해주는 다수의 송수신기를 포함할 수 있다.
WTRU(102)의 프로세서(118)는 스피커/마이크(124), 키패드(126), 및/또는 디스플레이/터치패드(128)[예컨대, LCD(liquid crystal display, 액정 디스플레이) 디스플레이 유닛 또는 OLED(organic light-emitting diode, 유기 발광 다이오드) 디스플레이 유닛]에 결합될 수 있고 그로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(118)는 또한 사용자 데이터를 스피커/마이크(124), 키패드(126) 및/또는 디스플레이/터치패드(128)로 출력할 수 있다. 그에 부가하여, 프로세서(118)는 비이동식 메모리(130) 및/또는 이동식 메모리(132)와 같은 임의의 유형의 적당한 메모리로부터의 정보에 액세스하고 그 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 비이동식 메모리(130)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 디스크, 임의의 다른 유형의 메모리 저장 장치를 포함할 수 있다. 이동식 메모리(132)는 SIM(subscriber identity module, 가입자 식별 모듈) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(118)는 WTRU(102) 상에 물리적으로 위치하지 않은[예컨대, 서버 또는 가정용 컴퓨터(도시 생략) 상의] 메모리로부터의 정보에 액세스하고 그 메모리에 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(118)는 전원 공급 장치(134)로부터 전력을 받을 수 있고, WTRU(102) 내의 다른 구성요소로 전력을 분배하고 및/또는 전력을 제어하도록 구성될 수 있다. 전원 공급 장치(134)는 WTRU(102)에 전원을 제공하는 임의의 적당한 장치일 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 장치(134)는 하나 이상의 건전지[예컨대, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 수소화금속(NiMH), 리튬-이온(Li-ion) 등], 태양 전지, 연료 전지 등을 포함할 수 있다.
프로세서(118)는 또한 WTRU(102)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예컨대, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성될 수 있는 GPS 칩셋(136)에 결합될 수 있다. GPS 칩셋(136)으로부터의 정보에 부가하여 또는 그 대신에, WTRU(102)는 기지국[예컨대, 기지국(114a, 114b)]으로부터 공중 인터페이스(116)를 통해 위치 정보를 수신하고 및/또는 2개 이상의 근방의 기지국으로부터 수신되는 신호의 타이밍에 기초하여 그의 위치를 결정할 수 있다. 실시예와 부합한 채로 있으면서, WTRU(102)가 임의의 적당한 위치 결정 방법에 의해 위치 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(118)는 또한 부가의 특징, 기능 및/또는 유선 또는 무선 연결을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수 있는 다른 주변 장치(138)에 결합될 수 있다. 예를 들어, 주변 장치(138)는 가속도계, 전자 나침반, 위성 송수신기, 디지털 카메라(사진 또는 비디오용), USB(universal serial bus) 포트, 진동 장치, 텔레비전 송수신기, 핸즈프리 헤드셋, 블루투스® 모듈, FM(frequency modulated, 주파수 변조) 라디오 유닛, 디지털 음악 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수 있다.
도 1c는 도 1a에 도시된 통신 시스템(100) 내에서 사용될 수 있는 예시적인 RAN(104) 및 예시적인 코어 네트워크(106)를 나타낸 것이다. RAN(104)은 공중 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위해 IEEE 802.16 무선 기술을 이용하는 ASN(access service network)일 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, RAN(104)은 기지국(140a, 140b, 140c) 및 ASN 게이트웨이(142)를 포함할 수 있지만, RAN(104)이 실시예와 부합한 채로 있으면서 임의의 수의 기지국 및 ASN 게이트웨이를 포함할 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 기지국(140a, 140b, 140c)은 각각이 RAN(104) 내의 특정한 셀(도시 생략)과 연관될 수 있고, 각각이 공중 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위한 하나 이상의 송수신기를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(140a, 140b, 140c)은 MIMO 기술을 구현할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기지국(140a)은 WTRU(102a)로 무선 신호를 전송하고 그로부터 무선 신호를 수신하기 위해 다수의 안테나를 사용할 수 있다. 기지국(140a, 140b, 140c)은 또한 핸드오프 트리거링, 터널 설정, 무선 자원 관리, 트래픽 분류, QoS(quality of service) 정책 시행 등과 같은 이동성 관리 기능을 제공할 수 있다. ASN 게이트웨이(142)는 트래픽 집계 지점으로서 역할할 수 있고, 페이징, 가입자 프로필의 캐싱, 코어 네트워크(106)로의 라우팅 등을 책임지고 있을 수 있다.
WTRU(102a, 102b, 102c)와 RAN(104) 사이의 공중 인터페이스(116)는 IEEE 802.16 규격을 구현할 수 있다. 그에 부가하여, WTRU(102a, 102b, 102c) 각각은 코어 네트워크(106)와 논리 인터페이스(도시 생략)를 설정할 수 있다. WTRU(102a, 102b, 102c)와 코어 네트워크(106) 사이의 논리 인터페이스는 인증, 허가, IP 호스트 구성 관리, 및/또는 이동성 관리를 위해 사용될 수 있다.
각각의 기지국(140a, 140b, 140c) 사이의 통신 링크는 기지국들 사이의 WTRU 핸드오버 및 데이터 전송을 용이하게 해주는 프로토콜을 포함할 수 있다. 기지국(140a, 140b, 140c)과 ASN 게이트웨이(142) 사이의 통신 링크는 각각의 WTRU(102a, 102b, 102c)와 연관된 이동성 이벤트에 기초하여 이동성 관리를 용이하게 해주는 프로토콜을 포함할 수 있다.
도 1c에 도시된 바와 같이, RAN(104)은 코어 네트워크(106)에 연결될 수 있다. RAN(104)과 코어 네트워크(106) 사이의 통신 링크는, 예를 들어, 데이터 전송 및 이동성 관리 기능을 용이하게 해주는 프로토콜을 포함할 수 있다. 코어 네트워크(106)는 MIP-HA(mobile IP home agent, 이동 IP 홈 에이전트), AAA(authentication, authorization, accounting) 서버(146), 및 게이트웨이(148)를 포함할 수 있다. 상기 요소들 각각이 코어 네트워크(106)의 일부로서 나타내어져 있지만, 이들 요소 중 임의의 것이 코어 네트워크 운영자 이외의 엔터티에 의해 소유되고 및/또는 운영될 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
MIP-HA는 IP 주소 관리를 책임지고 있을 수 있고, WTRU(102a, 102b, 102c)가 상이한 ASN 및/또는 상이한 코어 네트워크 사이에서 로밍할 수 있게 해줄 수 있다. MIP-HA(144)는, WTRU(102a, 102b, 102c)와 IP-기반 장치 사이의 통신을 용이하게 해주기 위해, 인터넷(110)과 같은 패킷 교환 네트워크에의 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. AAA 서버(146)는 사용자 인증 및 사용자 서비스를 지원하는 것을 책임지고 있을 수 있다. 게이트웨이(148)는 다른 네트워크와의 연동을 용이하게 해줄 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(148)는, WTRU(102a, 102b, 102c)와 종래의 지상선(land-line) 통신 장치 사이의 통신을 용이하게 해주기 위해, PSTN(108)과 같은 회선 교환 네트워크에의 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다. 그에 부가하여, 게이트웨이(148)는 다른 서비스 공급자에 의해 소유되고 및/또는 운영되는 다른 유선 또는 무선 네트워크를 포함할 수 있는 네트워크(112)에의 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수 있다.
도 1c에 도시되어 있지는 않지만, RAN(104)이 다른 ASN에 연결될 수 있다는 것과 코어 네트워크(106)가 다른 코어 네트워크에 연결될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. RAN(104)과 다른 ASN 사이의 통신 링크가 RAN(104)과 다른 ASN 사이의 WTRU(102a, 102b, 102c)의 이동성을 조정하는 프로토콜을 포함할 수 있다. 코어 네트워크(106)와 다른 코어 네트워크 사이의 통신 링크가 홈 코어 네트워크와 방문한 코어 네트워크 사이의 연동을 용이하게 해주는 프로토콜을 포함할 수 있다.
예를 들어, IEEE 802.11 시스템 등의 로컬 무선 네트워크 시스템은 ISM(industrial, scientific and medical) 대역 등의 사전 정의된 스펙트럼에서 동작할 수 있다. IEEE 802.11 시스템은 연속 스펙트럼 채널에서 동작할 수 있다.
미국에서는, 54 MHz부터 806 MHz까지 중 408 MHz의 스펙트럼이 텔레비전(TV)에 할당되어 있다. 현재, 그 스펙트럼의 108 MHz는 경매를 통한 상업적 운영을 위해 그리고 공공 안전 응용을 위해 재개발되고 있다. 이 기본 무선 스펙트럼(prime radio spectrum)의 나머지 300 MHz는 OTA(over-the-air, 공중파) TV 운영을 위해 전용된 채로 있을 수 있다. 그렇지만, 미국 전역에 걸쳐, 그 300 MHz 자원의 일부분이 사용되지 않은 채로 있다. 미사용 스펙트럼의 양 및 정확한 주파수는 위치마다 다를 수 있다. 이들 미사용 스펙트럼 부분은 TVWS(TV white space, TV 화이트 스페이스)라고 한다. FCC(Federal Communications Commission)는 각종의 비면허 사용을 위해 이들 미사용 TVWS 주파수를 개방하는 것을 고려하고 있다. 상위 대도시 영역을 벗어나서는 TV 방송국이 더 적게 위치하기 때문에, 디지털 가입자 회선(DSL) 또는 케이블 등의 다른 광대역 옵션의 서비스가 충분하지 않은 경향이 있는 낮은 인구 밀도 또는 시골 영역에서는 미점유 TVWS 스펙트럼의 대부분이 이용가능하다.
각각의 이용가능한 TV 채널은 광대역 연결을 위해 사용될 수 있는 6 MHz의 스펙트럼 용량을 제공할 수 있다. TVWS는 이들 주파수에서의 장거리 신호 전파로 인해 훨씬 더 큰 커버리지 영역을 가질 수 있다. 예를 들어, TVWS에서 동작하는 WLAN(wireless local access network) AP(access point) 위치는 몇 제곱마일의 영역에 대한 커버리지를 제공할 수 있다. 다른 한편, 예를 들어, IEEE 802.11b/g/n 시스템에서 현재 동작하고 있는 무선 장비는 150 제곱피트의 평균 커버리지 영역을 가질 수 있다.
도 2는 IEEE 802.11n 시스템에서의 20 MHz 1차 채널(205) 및 20 MHz 2차 채널(210)의 예를 나타낸 것이다. 1차 채널(205)은 BSS(basic service set, 기본 서비스 세트)의 멤버인 모든 WTRU[즉, STA(station)]에 대한 공통 동작 채널이다. 모든 관리 트래픽(비이컨)이 1차 채널(205)을 통해 송신될 수 있다. 2차 채널(210)은 1차 채널(205)과 연관될 수 있고 40 MHz 채널을 생성하기 위해 HT(high- throughput, 고처리율) WTRU에 의해 사용될 수 있다. 전송할 때 2차 채널(210)의 상태를 고려하기 위해 전송 장치에 대한 어떤 요구사항도 없을 수 있다.
도 2에 예시된 바와 같이, PCSMA(primary carrier sensing multiple access, 1차 반송파 감지 다중 접속)를 수행함으로써[즉, 1차 채널(205)에서만 CSMA(carrier sensing multiple access)를 수행함으로써] 40 MHz 채널쌍(205/210)에의 액세스가 제어될 수 있다. WTRU가 전송 이전에 2차 채널(210)의 반송파 감지 상태를 고려해야 하는 요구사항이 없기 때문에, 2차 채널(210)에서의 충돌 가능성이 크게 증가된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 1차 채널(205)에서 CSMA 백오프 절차가 수행될 수 있다. 전송 이전에, 모든 WTRU는 1차 채널(205)이 AIFS(arbitration interframe space) 시간 동안 그리고 백오프로 되기 위해 유휴 상태에 있도록 보장할 수 있다[AIFS + 백오프 지속기간(215)]. 백오프가 만료되는 WTRU는 먼저 경쟁을 이기고 1차 채널(205)을 통해 전송하기 위해 액세스한다. AIFS + 백오프 지속기간(215)보다 훨씬 더 작은 PIFS[PCF(point coordination function, 점 조정 함수) inter-frame space] 기간(220) 동안 2차 채널(210)이 감지될 수 있다.
IEEE 802.11n 시스템은 연속 스펙트럼에서 동작하고, 2가지 상이한 지연 모드에서 동작할 수 있다. 지연/20/40 모드에서, WTRU는 1차 채널(205) 및 2차 채널(210) 둘 다가 유휴 상태에 있을 때 40 MHz로 전송하거나, 1차 채널(205)이 유휴 상태에 있을 때 20 MHz로 전송하거나, 1차 채널(205)이 사용 중일 때 전송을 지연시킨다. 지연/40 모드에서, WTRU는 1차 채널(205) 및 2차 채널(210) 둘 다가 유휴 상태에 있을 때 40 MHz로 전송하거나 전송을 지연시킨다. 그렇지만, 구현 제약조건으로 인해, 대부분의 WTRU는 지연/40 모드를 사용할 수 있다.
도 3은 IEEE 802.11ac 시스템에서의 1차 채널(305)의 예를 나타낸 것이다. IEEE 802.11ac 시스템이 80 MHz 또는 160 MHz의 대역폭에 걸쳐 동작하는 HT 시스템이기 때문에, 1차 채널(305) 및 복수의 비1차 채널(non-primary channel)[예컨대, 2차 채널(310), 3차 채널(315) 또는 4차 채널(320)]을 포함하는 복수의 연속적인 20 MHz 채널이 사용될 수 있다. WTRU 또는 노드(예컨대, AP 또는 eNB)가 전송할 제어/데이터를 가질 때마다, WTRU 또는 노드는 1차 채널(305) 상에서 CSMA(AIFS + 백오프)를 수행할 수 있고, 다른 비1차 채널(310, 315 및 320)은 1차 채널(305)과 동일한 채널 상태를 가지는 것으로 가정될 수 있다(즉, CSMA가 1차 채널(305)에서 사용중(busy)이라는 상태를 반환하는 경우, 채널들(305, 310, 315 및 320) 모두는 사용중인 것으로 가정될 수 있고, 따라서 사용중이라는 상태를 반환하도록 설정될 수 있다). WTRU 또는 노드가 1차 채널(305)에 액세스하면, WTRU 및 노드는, 비1차 채널(310, 315 및 320) 모두가 실제로 사용되고 있지 않도록 하는 데 도움을 주기 위해, 전송 이전에 PIFS의 기간 동안 비1차 채널(310, 315 및 320)을 검사할 수 있다. IEEE 802.11ac 시스템은 80 MHz 대역폭 시나리오에 대해 지연/20/40/80 모드를 사용할 수 있다.
앞서 기술된 개념은 "채널 결합(channel bonding)"이라고 알려져 있다. 물리 계층의 관점에서 볼 때, IEEE 802.11n 시스템에서의 2개의 채널을 갖는 40 MHz 대역폭 및 IEEE 802.11ac 시스템에서의 80 MHz 스펙트럼의 큰 청크가 하나의 큰 채널로서 사용될 수 있다 - 즉, 단지 하나의 PPDU(physical layer protocol data unit) 또는 하나의 A-PPDU(aggregated PPDU)만이 이 거대한 대역폭을 통해 전송된다 -.
도 4는 DSM(dynamic spectrum management) 시스템 동작 채널에서의 제어 및 데이터에 의한 복수의 통합된 채널의 시분할 공유의 예를 나타낸 것이다. 이들 채널은 연속적이거나 비연속적일 수 있다. DSM 엔진과 DSM 클라이언트 사이에서 데이터 패킷 및 제어/관리 패킷을 전송하기 위해 통합된 채널이 사용될 수 있다.
비면허 또는 기회적 스펙트럼(1차 사용자 또는 고우선순위 사용자가 그 스펙트럼에 존재하지 않는 한, 비면허 장치에 의해 사용될 수 있는 스펙트럼)에서의 통합된 채널이 항상 이용가능한 것은 아닐 수 있는데, 그 이유는 면허된 사용자가 우선권을 가지기 때문이다. 따라서, 1차 사용자의 도착 시에, 문제의 채널이 사용가능하지 않게 될지도 모른다. 예를 들어, 각각의 채널이 5 MHz의 대역폭을 가질 수 있고, 따라서 채널들을 통합하는 것은 총 20 MHz의 대역폭을 제공할 수 있다.
복수의 통합된 채널에 기초한 통합된 채널 액세스의 다양한 예가 본 명세서에 기술되어 있다. 기술 분야의 당업자라면 임의의 수(x개)(단, 임의의 주파수 대역에서 x > 1임)의 통합된 채널이 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 본 명세서에서는 구체적으로 AP를 참조하고 있지만, 기술 분야의 당업자라면 본 명세서에 기술되어 있는 특징들이 LTE에 사용되는 eNB 등의 다른 유형의 노드에 적용가능할 수 있다는 것을 잘 알 것이다.
1차 채널을 통해 MAC 계층 CSMA가 수행될 수 있다. 불연속 스펙트럼을 통해 다수의 MPDU(MAC protocol data unit, MAC 프로토콜 데이터 단위)를 전송하기 위해 MAC 계층에서 채널 통합을 수행하기 위해 1차 채널이 사용될 수 있다. 예를 들어, 4개의 통합된 채널을 사용하는 시나리오에서, 4개의 채널 중 하나가 AP에 의해 1차 채널로서 할당될 수 있다. WTRU 또는 AP가 전송할 제어/관리 패킷 또는 데이터를 가질 때마다, WTRU 또는 AP는 사전 할당된 1차 채널에서 CSMA를 수행할 수 있고, 다른 3개의 채널은 1차 채널과 동일한 채널 상태를 가지는 것으로 가정될 수 있다(즉, CSMA가 1차 채널에서 사용중이라는 상태를 반환하는 경우, 4개의 채널 모두가 사용중인 것으로 가정될 수 있다). WTRU 또는 AP가 1차 채널에 액세스할 때, WTRU 또는 AP는 통합된 채널 세트 전체에 액세스할 수 있다. WTRU 및 AP는 이어서, 4개의 채널 모두가 실제로 사용되고 있지 않도록 하는 데 도움을 주기 위해, 전송 이전에 PIFS 기간 동안 비1차 채널(즉, 2차, 3차 및 4차 채널)을 검사할 수 있다.
통합된 채널이 PHY에서 하나의 결합된 대역폭 청크로서 간주되지 않을지도 모른다. 그 대신에, 개별적인 PDU 또는 (관리/제어 패킷에 대한) 관리 PDU가 각각의 채널을 통해 전송 장치에 의해 송신된다. PDU는 하나 이상의 WTRU로 보내질 수 있다. 수신측 WTRU는 (필요한 경우) 그가 수신하는 각각의 PDU에 대해 개별적으로 긍정 확인 응답(ACK) 메시지를 송신할 수 있다. 예를 들어, WTRU가 통합된 채널 모두를 통해 동시적인 PDU를 올바르게 수신하는 경우, WTRU는 통합된 채널들 각각을 통해 ACK를 송신할 수 있다.
도 5는 1차 채널을 통한 MAC 계층 CSMA의 예를 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 1차 채널에서의 CSMA 경쟁을 이긴 장치는 통합된 채널 모두에 액세스할 수 있다. PIFS 기간에 걸쳐 CCA(clear channel assessment, 빈 채널 확인) 표시가 수신되고, 비1차 채널을 통해 사용중 상태가 반환되는 경우, 사용중인 비1차 채널(예컨대, 2차 채널)이 사용되지 않을 수 있지만, 나머지 채널을 통해 여전히 전송이 행해질 수 있다. 1차 채널이 사용중일 때, 전체 전송이 차후의 전송 기회로 지연될 수 있다.
각각의 동작 채널이 약 5 MHz 폭이라고 가정하면, 이 절차는 지연 5/10/15/20 절차라고 할 수 있는데, 그 이유는 이 절차가, 이용가능성에 따라, 통합된 채널들 중 하나 이상을 통해 전송하는 옵션을 가능하게 해주기 때문이다. 지연 5/10/15/20 절차는 채널의 동적 선택을 가능하게 해주고, 모든 채널이 유휴 상태에 있을 때 장치가 20 MHz 모두를 사용할 수 있게 해주거나, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 비1차 채널이 원하지 않는 간섭체에 의해 점유되어 있는 경우(즉, 비1차 채널에 적용되는 CCA에 의해 사용중인 것으로 밝혀진 경우), 지연 15/10/5 절차가 사용될 수 있다.
게다가, 상이한 대역폭을 가지는 채널들이 통합될 수 있다. 예를 들어, 채널 1은 10 MHz의 대역폭에 걸쳐 동작할 수 있는 반면(2개의 연속적인 비디오 채널에 걸쳐 동작함), 나머지 채널(2, 3 및 4)은, 각각, 5 MHz의 대역폭에 걸쳐 동작할 수 있다. 1차 채널의 선택은 이것을 고려할 수 있다.
그에 부가하여, MAC 버퍼에서의 데이터의 양에 따라, 전송측 장치는 전송할 상이한 PDU를 가질 필요가 없을 수 있다. 이 시나리오에서, 장치는 다음과 같은 동작들 중 하나 이상을 수행할 수 있다:
1) 세그먼트화: 장치는 PDU를 보다 작은 PDU로 세그먼트화할 수 있다. 장치는 PDU가 세그먼트화되지 않도록 할 수 있고, 따라서 아주 큰 MAC/PHY 오버헤드가 있어 채널 낭비를 야기한다.
2) 반복: 장치는 시스템의 강건성을 향상시키기 위해 동일한 PDU를 다수의 채널에 걸쳐 동시에 전송할 수 있다 예를 들어, 3차 채널 및 4차 채널이 보다 낮은 링크 품질을 가지며 장치가 전송할 3개의 PDU를 가지고 있는 경우, 이는 3차 채널 및 4차 채널 둘 다에서 PDU 3을 반복할 수 있다.
3) 널 전송: 장치는 전송하는 데 필요하지 않은 채널에서 널 프레임(null frame)을 전송하기로 할 수 있다. 예를 들어, 장치가 3개의 PDU를 전송해야만 하는 경우, 장치는 PDU 1, PDU 2 및 PDU 3을 1차 채널, 2차 채널 및 3차 채널을 통해 전송하고, 널 프레임을 4차 채널을 통해 전송할 수 있다. 채널을 사용중인 채로 두기 위해(즉, 다른 외부 AP 또는 조정되지 않은 장치가 그 채널을 통해 그의 전송을 시작하지 않도록 하기 위해) 널의 전송이 요구된다.
4) 일부 비1차 채널을 통한 전송 없음: 비1차 채널을 통해 CSMA가 행해지지 않기 때문에, 하나 이상의 비1차 채널을 통해 어떤 PDU도 전송하지 않는 것이 가능할 수 있다.
장치는 또한 채널에 액세스하기 위해 RTS(request to send) 및 CTS(clear to send) 메시지를 사용할 수 있다. 그렇지만, RTS/CTS 절차는 불연속 스펙트럼에 걸쳐 동작하는 통합된 채널을 통해 동작하도록 적응되어야만 한다. 통상의 RTS/CTS 절차는 전송측 장치가 RTS 메시지를 의도된 수신측 장치로 송신할 때 시작된다. 수신측 장치가 이용가능한 경우, 수신측 장치는 SIFS(short interframe space, 짧은 프레임간 간격) 기간 동안 기다린 후에 CTS 메시지로 답신할 수 있다. 전송 장치는 이어서 SIFS 기간 동안 기다린 후에 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 데이터 패킷에 뒤이어서, 역시 SIFS 기간 동안 기다린 후에 수신측 장치로부터의 ACK가 있을 수 있다. RTS 메시지는 MAC 헤더에 지속기간 필드를 포함할 수 있고, 이 필드는 이 데이터 전송을 위해 채널이 예비될 수 있는 시간(ACK가 수신될 때까지의 시간)에 관해 모든 장치에 알려준다. 이것은 이 보호된 기간 동안 전송하지 않도록 다른 장치들의 NAV(network allocation vector)를 설정함으로써 그 장치들이 이 보호된 기간 동안 전송하지 않도록 한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 전송측 장치는 1차 채널에서 통합된 채널을 얻기 위해 경쟁할 수 있다(즉, AIFS 동안 기다리고 1차 채널에서 백오프를 수행할 수 있음). 전송측 장치가 채널에 액세스하면, 전송측 장치는 RTS 메시지를 송출할 수 있다. 이 RTS 메시지를 수신할 시에, 수신측 장치는 데이터 전송을 위한 보호된 기간을 설정하기 위해 CTS 메시지로 답신할 수 있다. SIFS 기간 동안 기다린 후에, 통합된 채널들 모두를 통해 데이터가 전송될 수 있고, 뒤이어서 통합된 채널 모두를 통해 ACK가 전송될 수 있다.
RTS 메시지에서의 지속기간 필드는 SIFS + CTS 전송 시간 + SIFS + 통합된 채널을 통한 가장 긴 패킷의 전송 시간 + SIFS + ACK 전송 시간으로 설정될 수 있다. 이와 유사하게, CTS 메시지에서의 지속기간 필드는 SIFS + 통합된 채널을 통한 가장 긴 패킷의 전송 시간 + SIFS + ACK로 설정될 수 있다. 채널들 중 임의의 채널을 통한 전송이 있는 한, 모든 채널이 사용중인 채로 있도록 가장 긴 패킷의 전송 시간이 사용될 수 있다.
다른 대안으로서, 강건성을 향상시키기 위해 2개 이상의 채널을 통해 또는 통합된 채널들 모두를 통해 RTS/CTS 메시지가 전송될 수 있다. 이 경우에, PIFS 기간 동안 채널들을 감지한 후에, 비1차 채널을 통해 송신되는 RTS 메시지가 송신될 수 있다.
장치(예컨대, AP)는 또한 다수의 사용자로 동시에 전송할 채널을 예비하기 위해 RTS/CTS 메시지를 사용할 수 있다. 소스 WTRU는 다수의 목적지 주소를 갖는 RTS 메시지를 1차 채널을 통해 전송할 수 있다. 목적지 WTRU는 SIFS 기간 동안 기다린 후에 RTS 메시지에 지정된 다수의 채널을 통해 CTS 메시지로 답신할 수 있다. 소스 WTRU는 이어서 상이한 목적지 WTRU로 보내지는 PDU를 상이한 채널을 통해 동시에 전송할 수 있다. 목적지 WTRU는 전송을 수신한 동일한 채널을 통해 ACK 메시지를 송신할 수 있다. 모든 ACK가, SIFS 기간 동안 기다린 후에, 목적지 WTRU에 의해 동시에 전송될 수 있고, 가장 긴 PDU가 끝난 후에 통합된 채널을 통해 전송될 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 모든 장치가 가장 긴 PDU 전송이 끝날 때를 알도록 하기 위해, 가장 긴 전송이 강제로 1차 채널에서 행해질 수 있고, 어느 채널의 전송이 가장 오래 지속되는지를 보여주기 위해 가장 긴 채널 표시자가 MAC 헤더에 설정될 수 있다.
도 9는 프레임 제어 필드(906), 지속기간 필드(910), 수신 주소 필드(915), 전송 주소 필드(920), CTS 채널(들) 필드(925), 전송 채널 필드(930) 및 FCS(frame check sequence, 프레임 검사 시퀀스) 필드(935)를 포함하는 RTS 메시지(900)의 프레임 구조를 나타낸 것이다. 수신 주소 (1...N) 필드는 RTS 메시지(900)가 보내지는 의도된 목적지 WTRU의 주소를 포함하고 있다. 필드(915)에 있는 주소의 최대 수는 N이고, 채널의 수를 초과할 수 없다(예컨대, 도 8에 예시된 시나리오에서, N = 4임). CTS 채널 (1...N) 필드(925)는 지정된 채널을 통해 CTS 메시지를 송신하라고 각각의 목적지 WTRU에 지시한다. 예를 들어, 도 8에 예시된 시나리오에서, CTS 채널 1은 1차 채널로 설정되어 있고, CTS 채널 2는 3차 채널로 설정되어 있다. 전송 채널(들) (1...N) 필드(930)는 데이터가 전송될 채널에 관해 목적지 WTRU에 알려준다. 예를 들어, 도 8에 예시된 시나리오에서, 전송 채널 1은 1차 채널 및 2차 채널로 설정되어 있고, 전송 채널 2는 3차 채널 및 4차 채널로서 지정되어 있다.
시스템의 강건성을 향상시키기 위해, RTS/CTS 메시지가 2개 이상의 채널을 통해 송신될 수 있다. 1차 채널이 또한 전용 제어 채널로서 사용될 수 있다. 모든 WTRU가 1차 채널을 통해 제어 정보를 수신 및 전송할 수 있고, 1차 채널을 통해 어떤 데이터 전송도 행해지지 않을 수 있다. 비이컨, 연관 요청/응답, 채널 전환 메시지, RTS/CTS 및 모든 다른 제어/관리 메시지가 CSMA를 사용하여 1차 채널을 통해 전송될 수 있다. 데이터 전송을 위해, 모든 다른 채널들이 1차 채널을 사용하여 AP에 의해 사용되고 조정될 수 있다.
WTRU는 데이터 채널에 액세스하기 위해 RTS 메시지를 송신할 수 있다. 본질적으로 데이터 전송을 위한 채널을 할당하라는 AP에 대한 요청인 RTS 메시지가 AP로 보내질 수 있다. AP는 사용할 채널 및 채널이 AP에 할당되어 있는 지속기간을 WTRU에 알려주는 CTS 메시지로 답신할 수 있다. AP는 이어서 그 채널들을 통해 PDU를 송신할 수 있고, 동일한 채널을 통해 목적지 WTRU로부터 ACK를 수신할 수 있다. WTRU가 1차 채널을 얻으려고 경쟁하기 위해 CSMA를 수행할 필요가 있기 때문에, WTRU가 1차 채널에 대한 NAV를 유지할 수 있는 반면, 데이터 채널에 대해서는, WTRU가 채널을 통해 전송할 수 있다는 것을 나타내는 CTS 메시지를 AP로부터 수신할 때까지는 WTRU는 전송할 수 없다.
도 10은 전용 제어 채널로서 기능하는 1차 채널의 예를 나타낸 것이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 WTRU(WTRU1)는 데이터를 제2 WTRU(WTRU2)로 전송하기 위한 대역폭을 AP에 요청한다. AP는 WTRU1이 SIFS 기간 동안 기다린 후에 2차 채널 및 3차 채널을 사용할 수 있다는 것을 WTRU1에 알려주는 CTS 메시지로 답신한다. WTRU1이 2차 채널 및 3차 채널을 통해 패킷을 전송하고 있는 동안, 제3 WTRU(WTRU3)는 1차 채널 상에서의 경쟁을 이기고 패킷을 제4 WTRU(WTRU4)로 송신하라는 RTS 메시지를 AP로 송신한다. AP는 SIFS 기간 동안 기다린 후에 4차 채널을 사용하라고 WTRU4에 알려주는 CTS 메시지로 답신한다.
모든 채널이 사용중이고 AP가 할당할 어떤 채널도 가지고 있지 않은 경우에, AP는 할당된 채널을 통해 전송하기 전에 특정한 기간 동안 기다리라고 WTRU에 요구할 수 있거나, AP는 실패 플래그(failure flag)를 갖는 CTS 메시지를 송신할 수 있다. 후자의 경우에, WTRU는 얼마간의 시간 후에 RTS를 다시 송신해야만 할지도 모른다.
도 11에 도시된 바와 같이, WTRU가 데이터를 AP로 전송해야만 하는 경우에, WTRU는 CTS 메시지에서 그 데이터를 전송할 1차 채널을 할당받을 수 있다. 이러한 이유는 AP가 데이터를 WTRU로부터 수신하는 동안 어떻게든 사용중인 채로 있을 수 있기 때문이다. 도 11에 도시된 바와 같이, NAV는 1차 채널에만 기초하고 있다.
통합된 채널들 모두가 단일 무선부(예컨대, DSM 시스템에서의 무선부)에 속하는 경우, WTRU는 다른쪽 채널을 통해 수신하면서 한쪽 채널을 통해 동시에 전송할 수 없을지도 모른다. 이것은 상이한 채널들 간의 자기 간섭(self-interference)을 야기할지도 모른다. 이 문제를 피하기 위해, WTRU는 다른 채널을 통해 데이터를 전송하고 있는 동안 1차 채널을 리스닝하지 않을 수 있다. WTRU가 다수의 무선부를 가지는 경우, 무선부들 중 하나의 무선부는 1차 채널을 통해 전송/수신하는 데 사용될 수 있고, 그 동안에 WTRU에서의 다른 무선부는 상이한 채널을 통해 데이터를 송신하고 있다.
도 12는 전용 제어 채널 절차를 위해 1차 채널에서 사용될 RTS 메시지(1200)의 프레임 형식을 나타낸 것이다. RTS 메시지(1200)는 프레임 제어 필드(1205), 지속기간 필드(1210), 수신기 주소 필드(1215), 목적지 주소 필드(1220), 전송 주소 필드(1225), 요청된 채널(들) 필드(1230), 및 FCS 필드(1235)를 포함할 수 있다. 목적지 주소 필드(1220)는 데이터 패킷을 수신하기로 되어 있는 WTRU의 주소를 포함할 수 있다. 수신기 주소 필드(1215)는 RTS 메시지(1200)를 수신하고 (보통 AP 또는 네트워크 제어기에 의해 송신되는) CTS 메시지로 답신하는 WTRU의 주소를 포함할 수 있다. 데이터가 AP 쪽으로 보내지는 경우, 수신기 주소 필드(1215) 및 목적지 주소 필드(1220)는 동일할 수 있다. 요청된 채널(들) 필드(1230)는 데이터를 전송하기 위해 소스 WTRU에 의해 요구되는 채널의 수를 나타낼 수 있다.
도 13은 전용 제어 채널 절차를 위해 1차 채널에서 사용될 CTS 메시지(1300)의 프레임 형식을 나타낸 것이다. CTS 메시지(1200)는 프레임 제어 필드(1305), 지속기간 필드(1310), 수신기 주소 필드(1315), 대기 시간 필드(1320), 허가된 채널(들) 필드(1325), 및 FCS 필드(1330)를 포함할 수 있다. 대기 시간 필드(13320)는 WTRU가 허가된 채널(들)을 통해 데이터를 전송할 수 있기 전에 기다려야만 할지도 모르는 (SIFS 기간 동안 기다린 후의) 시간 지속기간을 나타낼 수 있다. 대기 시간이 0인 경우, WTRU는 SIFS 기간 동안 기다린 후에 데이터 전송을 시작할 수 있다. 허가된 채널(들) 필드(1325)는 WTRU가 데이터를 전송하도록 허용되어 있는 채널의 채널 번호 또는 ID(identity)에 관해 WTRU에 알려줄 수 있다. AP가 요청된 가용 채널의 수를 갖지 않는 경우, AP는 소스 WTRU에 보다 적은 수의 채널을 허용할지도 모른다.
결합된 CSMA는 통합된 채널에 액세스하는 다른 대안의 기법이다. 결합된 CSMA는, 단지 1차 채널을 통해서만 CSMA를 수행하는 대신에, 모든 채널을 통해 CSMA를 수행할 수 있다. 결합된 CSMA는 채널들을 동시에 액세스하기 위해 모든 채널에 대해 "AND" 논리를 사용할 수 있다. 따라서, 결합된 CSMA는 지연 5/10/15/20 옵션의 사용을 허용하지 않을 수 있거나, 통합된 채널들 중 임의의 것이 사용중인 경우에 매체가 완전히 차단될 것이다.
도 14는 AND-논리 결합된 CSMA의 예를 나타낸 것이다. 결합된 CSMA는 어느 채널이 1차 채널인지를 추적해야만 할 필요가 없게 해줄 수 있지만, 모든 채널을 통해 CSMA를 수행하는 것은 전력을 더 많이 소모하고 복잡할 수 있다. 결합된 CSMA의 이점은 가장 긴 전송이 1차 채널에 있어야만 할 필요가 없게 해준다는 것일 수 있다.
채널 액세스 절차를 구현하는 DSM 시스템의 강건한 동작을 지원하는 상이한 제어/관리 메시지 및 절차가 이하에 기술되어 있다.
도 15는 비이컨에서 IE(information element, 정보 요소)로서 또는 별도의 MAC 행위 프레임(MAC action frame)으로서 송신될 수 있는 CSA(channel switch announcement) 메시지(1500)를 나타낸 것이다. CSA 메시지(15400)는 새 채널에 관한 정보를 포함하고, 새 채널로 전환할 시각을 나타낼 수 있다. CSA 메시지(1500)는 요소 ID 필드(1505), 길이 필드(1510), 채널 전환 모드 필드(1515), 새 채널 번호 필드(1520), 및 채널 전환 횟수(channel switch count) 필드(1525)를 포함할 수 있다.
도 16은 통합된 제어 채널 구현예에서 사용되는 수정된 CSA 메시지(1600)의 예를 나타낸 것이다. CSA 메시지(1600)는 복수의 동작 채널이 있다는 것을 고려할 수 있고, 2개 이상의 채널이 새로운 주파수로 동시에 전환되어야만 할지도 모른다. 도 16에 도시된 바와 같이, CSA 메시지(1600)의 행위 프레임은 채널들(1차 채널, 2차 채널, 3차 채널 또는 4차 채널) 중 어느 것이 전환되고 있는지를 나타내는 채널(들) 전환 필드(1605)를 포함할 수 있다. 채널(들) 전환 필드(1605)는 각각이 통합된 채널들 중 하나를 나타내는 복수의 비트를 포함할 수 있다. 비트가 1로 설정되어 있는 경우, 이는 특정한 채널이 새로운 주파수로 전환되고 있다는 것을 나타낼 수 있다. 다수의 채널이 동시에 전환되고 있는 경우에 2개 이상의 비트가 1로 설정되어 있을 수 있다(즉, 0011의 값은 3차 채널 및 4차 채널이 전환되고 있다는 것을 나타냄). CSA 메시지(1600)는 또한 새 채널의 주파수를 나타내는 새 채널 번호(들) [1...N] 필드(1610)를 포함하고 있을 수 있다. CSA 메시지(1600)는 (N개의 채널 중) 전환되고 있는 각각의 채널에 대응하는 최대 N개(예컨대, N = 4임)의 새 채널 주파수를 포함할 수 있다. CSA 메시지(1600)는 새 채널(들)의 특성을 나타내는 채널 특성 필드(1615)를 추가로 포함할 수 있다(즉, 모드 II 장치가 데이터를 질의하는 것에 의해 채널이 획득되었는지, 또는 감지 전용 장치가 비면허 또는 기회적 스펙트럼을 감지하는 것에 의해 채널이 획득되었는지를 나타냄). 채널 특성 필드(1615)는 각각의 새 채널에 대한 3개의 값(즉, 값 0: 채널 특성에 관한 이용가능한 정보 없음; 값 1: 모드 II 장치로부터 획득된 채널; 및 값 2: 감지 전용 장치로부터 획득된 채널)을 가질 수 있다.
CSA 메시지(1600)는 채널 전환 때까지의 전송에 대한 임의의 제한을 나타내는 채널 전환 모드 필드(1620)를 추가로 포함할 수 있다. 1로 설정된 채널 전환 모드는 요소를 포함하는 프레임이 보내지는 네트워크 내의 WTRU가 스케줄링된 채널 전환 때까지 어떤 추가의 프레임도 전송하지 않을 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 0으로 설정된 채널 전환 모드는 수신측 클라이언트에 어떤 요구사항도 부과하지 않을 수 있다.
CSA 메시지(1600)는 WTRU가 새 채널로의 전환을 CSA 요소로 송신할 때까지의 TBTT(target beacon transmission time, 대상 비이컨 전송 시간)의 수로 설정될 수 있는 채널 전환 횟수 필드(1625)를 추가로 포함할 수 있다. 1의 값은 그 다음 TBTT 직전에 전환이 일어날 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 0의 값은 요소를 포함하는 프레임이 전송된 후 언제라도 전환이 일어날 수 있다는 것을 나타낼 수 있다.
CSA 메시지(1600)는 요소 ID 필드(1630) 및 길이 필드(1635)를 추가로 포함할 수 있다. CSA 메시지(1600)는 모든 채널을 통해 행위 프레임으로서 전송될 수 있다[즉, CSA 메시지(1600)가 4개의 채널 모두를 통해 동시에 반복될 수 있다]. 이것은 WTRU가 이 메시지를 수신할 수 있도록 해줄 수 있다. 또한, 이 메시지가 비이컨의 일부로서 송신될 때, 이 메시지가 동일한 이유로 2개 이상의 세그먼트 상에서 반복될 수 있다.
1차 채널 장애 및 비1차 채널 장애에 대한 이하의 절차들은 전력 절감 모드에서 동작하고 있고 4개의 통합된 채널 모두를 리스닝하고 있는 장치가 없는 것으로 가정하고 있다. 그에 부가하여, 채널 장애 후의 복구를 용이하게 해주기 위해, 비이컨이 1차 채널 장애의 경우에 어느 채널이 1차 채널을 대신하는지의 순서 리스트(ordered list), 및 전체 통합된 채널 장애에 대한 백업 채널(4개의 통합된 채널 중의 하나가 아님)을 포함할 수 있는 것으로 가정하고 있다. 모든 WTRU는 이 정보를 저장할 수 있고, 이 정보를 최신의 것으로 유지할 책임을 지고 있을 수 있다.
도 17은 장애를 나타내는 측정 보고 메시지(1700)의 예를 나타낸 것이다. 측정 보고 메시지(1700)는 측정 토큰 필드(1705)를 포함할 수 있다. 0으로 설정되어 있을 때, 측정 토큰 필드(1705)는 측정 보고 메시지(1700)가 자율적인 측정 보고이고 측정 요청 메시지에 응답한 것이 아님을 나타낼 수 있다. 측정 보고 메시지(1700)는 또한 측정 유형 필드(1710), 측정 보고 필드(1715), 요소 ID 필드(1720), 길이 필드(1725) 및 측정 보고 모드 필드(1730)를 포함할 수 있다.
도 18은 측정 보고 메시지(1700)의 측정 유형 필드(1710)에 의해 표시되는 IEEE 802.11 측정 유형의 예를 나타낸 것이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 장애의 경우에, 예비된 표시 유형 4가 사용될 수 있다. 측정 보고 메시지(1700)가 어떤 측정도 보고하지 않고 채널 장애만을 나타내기 때문에, 측정 보고 메시지(1700)에서의 측정 보고 필드(1715)가 0일 수 있다.
도 19는 예비된 "측정 유형 4"의 형식을 나타낸 것이다. 도 19에 도시된 바와 같이, "측정 유형 4"는 각각의 비트가 장애가 있는 채널을 나타내는 8 비트 필드일 수 있다. 비트를 1로 설정하는 것은 그 비트와 연관된 특정한 채널이 동작하고 있지 않다는 것을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 도 19에 도시된 비트 0 및 비트 2를 1로 설정하는 것은 1차 채널 및 3차 채널의 장애를 나타낼 수 있다. 모든 채널이 장애가 있는 경우에, 모든 비트가 1로 설정되어 있는 장애 표시 메시지가 백업 1차 채널(이용가능한 경우)을 통해 송신될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 메시지가 아주 낮은 변조 및 코딩률(modulation and coding rate)로 모든 채널을 통해 연속적으로 송신될 수 있다.
DSM 엔진 내의 SP(sensing processor, 감지 프로세서) 엔터티가 네트워크 내의 노드들로부터 감지 결과를 수집함으로써 1차 채널 장애를 검출할 때, 1차 채널에서의 (TVWS 데이터베이스로부터의) 1차 사용자의 계획된 진입 또는 높은 간섭의 존재가 결정된다. CMF(channel management function)는 그 채널이 포기되어야 하는지 여부를 결정할 수 있다. 이 결정이 이미 이용가능한 감지 결과에 기초할 수 있거나, CMF가 무음 기간에 걸쳐 추가의 결과를 필요로 할 수 있다.
WTRU는 1차 채널이 장애가 있다는 것을 알 수 있는데, 그 이유는 CQI(channel quality indicator, 채널 품질 표시자)가 변할 수 있기 때문이다. 이들 CQI는 지정된 임계값 초과/미만의 레벨로 증가/감소시키는 것에 의해 재전송의 횟수, 에너지 레벨, RSSI(received signal strength indication, 수신 신호 강도 표시자), 재전송, 처리율 등에 기초할 수 있다. WTRU는 또한 채널에 액세스하려는 연속적인 시도가 실패한 것(예컨대, CSMA가 소정의 횟수만큼 실패한 것) 및 WTRU가 주기적인 메시지(즉, 비이컨)를 수신하지 않은 것에 기초하여 장애를 의심할 수 있다.
임의의 WTRU가 높은 간섭을 나타내는 채널 품질의 임의의 변화를 검출하는 경우, WTRU는 장애 표시 메시지를 송신함으로써 장애를 DSM 시스템에 알려줄 수 있다. 1차 채널의 품질이 열화되어 WTRU에 액세스를 허용하지 않는 경우, WTRU는, "백업 목록" 비이컨 IE에 명시된 바와 같이, 1차 백업 채널로 전환하고 그 채널을 통해 1차 CSMA를 수행할 수 있다. 이것은 1차 채널 프로토콜로부터 벗어날지도 모른다. 그렇지만, 비1차 채널을 통해 전송하는 것에 의해, 다른 WTRU의 전송과 충돌이 일어날 수 있지만, 이것이 DSM 시스템과 통신하는 유일한 방법이고 WTRU는 장애 표시가 성공적으로 전송될 때까지 재전송할 수 있다.
도 20은 DSM 시스템(2005)의 CMF가 장애가 있는 채널을 대체할 다른 이용가능한 채널을 가지고 있는 제1 시나리오의 흐름도를 나타낸 것이다. DSM 시스템(2005)은 CMF(2010) 및 AP(2015)를 포함할 수 있다. WTRU(2020)는 DSM 시스템(2005)과 통신한다. AP(2015)가 장애 표시 메시지(2025)를 WTRU(2020)로부터 수신할 때, AP(2015)는 이 메시지를 BA(bandwidth allocation, 대역폭 할당) 재구성 요청(2030)으로서 CMF(2010)로 전달할 수 있다. CMF(2010)는, CMF(2010)가 이미 장애가 있는 채널을 대체할 다른 가용 채널을 가지고 있는지(2035)에 따라, 이 요청에 응답할 수 있다. CMF(2010)가 새 채널(들)을 나타내는 BA 재구성 응답(2040)을 송신하는 경우, AP(2015)는 그의 채널 목록(2045)을 갱신하고 CSA 메시지(2050)를 WTRU로 송신할 수 있다. WTRU(2020)는 이어서 4개의 채널 모두를 통해 동작할 수 있다(2055). 1차 채널 장애의 경우에, 앞서 기술한 바와 같이, 새로운 1차 채널은 "백업 목록" 정보 요소에서의 첫번째 이용가능한 채널일 수 있다.
도 21은 DSM 시스템의 CMF가 장애가 있는 채널을 대체할 이용가능한 채널을 가지고 있지 않은 제2 시나리오의 흐름도를 나타낸 것이다. AP(2015)가 장애 표시 메시지(2025)를 WTRU(2020)로부터 수신할 때, AP(2015)는 이 메시지를 BA 재구성 요청(2030)으로서 CMF(2010)로 전달할 수 있다. CMF(2010)가 어떤 이용가능한 채널도 가지고 있지 않는 경우(2150), 이는 CMF(2010)가 새로운 이용가능한 채널을 탐색하는 동안 AP(2015)가 현재의 채널을 "이탈"(포기)할 수 있다는 것을 나타내는 BA 재구성 응답(2155)으로 즉각 답신될 수 있다. AP(2015)는 이 메시지를 WTRU(2020)가 나머지 채널들에서 동작할 수 있다(2165)는 것을 나타내는 CSA 메시지(2160)로서 WTRU(2020)로 전달할 수 있다. 1차 채널 장애가 발생한 경우, 새로운 1차 채널이 "백업 목록" IE로부터 선택될 수 있다. CMF(2010)가 새 채널을 발견할 때(2170), CMF(2010)는 새 채널(들)을 사용하여 다른 BA 재구성 응답(2175)을 AP(2015)로 송신할 수 있고, 이 응답(2175)은 다른 CSA 메시지(2180)로서 WTRU(2020)로 전달되며, WTRU(2020)는 이제 CSA 메시지(2180)에 명시된 바와 같이 4개의 채널 모두에서 동작할 수 있다(2185).
그에 부가하여, 1차 채널 장애에 대한 채널 타임라인이 도 22에 도시되어 있고, 비1차 채널 장애에 대한 채널 타임라인이 도 23에 도시되어 있다. 1차 채널 장애의 사례인 경우, 도 22(2차 채널이 새로운 1차 채널로 됨)에 나타낸 바와 같이, "백업 목록" IE로부터 새로운 1차 채널이 선택된다. 비1차 채널에서 채널 장애가 일어나는 경우, 도 23에 도시된 바와 같이, 1차 CSMA는 장애가 일어나기 전과 동일한 1차 채널을 계속 사용한다.
1차 CSMA 방식과 관련하여, HP(high priority, 고우선순위) 제어 메시지가 전달될 수 있다. 제어 메시지 및 데이터가 동일한 채널에서 전송될 수 있고, 따라서 서로 경쟁할 수 있다. 따라서, 높은 강건성과 최소한의 지연으로 제어 메시지를 전달하는 것이 바람직하다. 참조를 위해, IEEE 802.11n에 제공되어 있지 않은 다른 유형의 제어 메시지 및 그의 우선순위가 도 24에 제시되어 있다. 고우선순위 제어 메시지가 비이컨을 갖는/비이컨을 갖지 않는 주기적인 전달에 의해(즉, WTRU로부터 DSM 시스템으로의 감지 보고) 그리고 이벤트 트리거에 의한 독립적인 전송에 의해(즉, CSA 메시지) 전송될 수 있다.
충돌을 피하기 위해, 어떤 고우선순위 제어 메시지(즉, 주기적인 감지 결과, 최근의 채널 백업)가 4개의 채널에서 주기적으로 전달되는 비이컨 정보에 첨부될 수 있다. 그렇지만, 고우선순위 제어 메시지의 강건성을 향상시키기 위해, 이 유형의 제어 메시지가 4개의 물리 채널에서 (도 24에 도시된 바와 같이) 4개의 세그먼트화된 비이컨의 예비된 필드에서 반복된다. 비이컨 시간 이전에 어떤 이벤트가 일어나는 경우, 관련된 메시지가 비이컨 메시지에 채워질 수 있다. 예를 들어, 채널 전환이 일어나는 경우, 비이컨에서 공지(announcement)가 송신될 수 있다.
어떤 응급 상황(즉, 채널 장애, 채널 전환, 혼잡 보고 등)이 일어나고 그 다음 비이컨이 곧 오지 않을 수 있거나(예컨대, 최근의 비이컨 전송과 이벤트 사이의 간극이 새로 정의된 파라미터인 doc11MinGap보다 더 큼), 제어 메시지를 전달할 전송측 장치가 AP가 아닌 경우, 메시지가 최소한의 지연으로 AP 또는 WTRU에 의해 전달될 필요가 있다. 이들 유형의 메시지 모두가 강건한 변조 모드 및 코딩률(즉, 최저 변조 모드 및 코딩률)로 전달될 수 있다.
4개의 AC(access category, 액세스 카테고리)가 IEEE 802.11에 정의되어 있다. 도 24에 도시된 바와 같이, WTRU는 가장 높은 AC를 갖는 메시지를 AC 버퍼의 선두에 두라는 통지를 버퍼 제어기로 송신할 수 있다. 이 유형의 제어 메시지가 데이터 프레임으로서 전달될 수 있다. 예를 들어, WTRU로부터 AP로의 혼잡 보고 또는 채널 장애 보고는 측정 요청의 프레임 형식을 가질 수 있다.
통합된 채널 구현예에서, 도 25에 도시된 바와 같이, 채널 번호 필드(2505), 측정 시작 시간 필드(2510) 및 측정 지속기간 필드(2515)를 포함하는 측정 요청 메시지(2500)가 사용될 수 있다. 채널 번호 필드(2505)에서 사용되는 비트의 수가 2 비트로 감소될 수 있다. 예를 들어, WTRU가 2차 채널에 혼잡 또는 높은 간섭이 있는 것으로 의심하는 경우, 채널 번호 필드(2505)가 01로서 표시될 수 있다.
도 26은 도 25의 IEEE 802.11 측정 요청 메시지의 내부에 있는 채널 번호 필드(2505)의 예를 나타낸 것이다. 하위 AC에 있을 때, WTRU에 의해 송신되는 고우선순위 제어 메시지가 채널 액세스를 획득하지 못한 경우, 동일한 송신기에 대한 다른 AC가 채널 액세스를 획득한다. 이 유형의 제어 메시지(MPDU로서 패킹됨)가 경쟁을 이기는 그 AC의 버퍼에 부가될 수 있다. 이어서, 고우선순위 메시지가 채널 액세스를 획득하지 못한 경우, 제어 메시지가 다른 메시지들 모두와 함께 전달될 수 있다.
AP에 의해 전달된 고우선순위 메시지가 더 체계적일 수 있기 때문에(즉, CSA 메시지가 지연 없이 전달되는 것이 더 나을 것이기 때문임), 이 유형의 메시지가 백오프 없이 전송될 수 있고, 가장 강건한 MCS(modulation and coding scheme)가 설정될 수 있다(즉, 가장 낮은 변조 모드 및 코딩률). 1차 채널이 AIFS 동안 유휴 상태이고 비1차 채널이 PIFS 동안 유휴 상태인 한, WTRU는 백오프를 수행함이 없이 이 제어 메시지를 즉각 전송할 수 있다. 이 유형의 전송에 대한 AIFS가 또한 감소될 수 있다. 예를 들어, [ACI(adjacent channel interference, 인접 채널 간섭)/AIFSN 필드에서] AIFSN = 1이고, 이는 AIFS의 합계값 = 하나의 슬롯 시간 + SIFS를 나타낸다. 도 27에 도시된 바와 같이, 강건성을 향상시키기 위해, 이 유형의 제어 메시지가 4개의 물리 채널에 걸쳐 반복될 수 있다.
비면허 또는 면허 대역(예컨대, TVWS)에서 다수의 채널이 이용가능할 때, 이들 채널에 걸쳐 MAC 계층 통합을 수행하는 것은 이들 이용가능한 채널을 사용하는 효과적인 해결 방안을 제공할 수 있다. 다수의 채널을 사용하는 것은 더 많은 데이터가 전송될 수 있게 해줄 수 있고, 그로써 시스템 처리율을 증가시킨다.
도 28은 MAC 계층 통합 유닛(2800)의 예를 나타낸 것이다. 도 28에 도시된 바와 같이, 통합된 데이터 스트림(2805)이 다수의 이용가능한 MAC 계층(2810) 및 통합된 물리 채널(2815)로 분리될 수 있고, 이들 채널을 통해 독립적으로 전송될 수 있다. 따라서, MAC 계층 통합은 MAC 계층 통합 유닛(2800)이 이들 채널에서 서로 간섭하는 일 없이 동시에 동작할 수 있을 것을 필요로 할 수 있다. 그렇지만, 반이중 장치는 상이한 채널을 통해서도 동시에 전송 및 수신하지 못할 수 있다. 이것은 패킷의 성공적인 수신 시에 ACK(positive acknowledgement, 긍정 확인 응답)을 필요로 할지도 모르는 무선 통신(예를 들어, IEEE 802.11 통신)에서 동기화 문제를 야기할 수 있다. IEEE 802.11은, 확인 응답을 필요로 하는 프레임의 수신 후에, 매체의 사용중/유휴 상태에 관계없이, ACK 프레임의 전송이 SIFS 기간 후에 시작될 수 있는 것을 필요로 할 수 있다.
시간에 따른 채널 변동 및 통합된 채널들의 상이한 품질로 인해, 이들 채널을 통한 각각의 전송이 정확히 동시에 끝나도록 보장하는 것이 어려울 수 있다. 따라서, 상이한 채널에서의 프레임의 성공적인 수신에 의해 트리거되는 ACK의 전송의 결과, 도 29에 도시된 바와 같이, 동시적인 수신(한 채널에서 프레임을 수신함) 및 전송(다른 채널에서 ACK를 전송함)이 일어날 수 있다. 그에 부가하여, 각각의 채널을 통한 전송의 차이가 클수록, 이들 채널의 사용이 덜 효율적이게 되는데, 그 이유는 채널들 중 하나 이상의 채널에서 전체적인 유휴 시간의 증가가 있기 때문이다.
동시적인 전송 및 수신이 반이중 장치에서는 실행 불가능할 수 있는데, 그 이유는 그것이 자기 간섭을 야기할지도 모르기 때문이다. 예를 들어, 송신기로부터의 대역외 방출(out-of-band emission)로 인해 프레임의 수신이 방해를 받을 수 있다. 이것은 통합된 채널들을 통해 수신기에 의해 수행되는 확인 응답 절차들을 동기화시키는 알고리즘을 사용하는 것을 필요로 할 수 있다. ACK들을 동기화시키는 것은 데이터 전송과 ACK 전송 사이에 SIFS 기간보다 긴 유휴 시간이 생기게 할 수 있다. 이 문제를 해결하기 위해, 이 알고리즘이 또한 다른 장치들이 이 시간 동안 채널에 액세스하지 못하게 해야만 할지도 모른다.
앞서 기술한 동기화 문제를 해결하기 위해, MAC 통합을 사용할 때 채널 전송에 다른 규칙이 적용될 수 있다(예를 들어, 통합된 채널들에서의 전송이 강제적으로 동시에 끝나게 함). 그렇지만, 하나 이상의 채널에서의 전송 실패로 인해 패킷이 재전송되어야만 하는 경우에, 재전송은 동기화를 보장하기 위해 구현된 규칙을 어길 수 있다. 또한, 혼합 전송(mixed transmission)(즉, 최초 전송 및 재전송)에 대한 경쟁 윈도우가 단일 채널 전송에서는, 예를 들어, IEEE 802.11에서는 해결될 필요가 없는 다른 문제일 수 있다. 따라서, 동기화 기준이 충족될 수 있도록 MAC 계층 통합에서의 재전송을 위해 MAC 재전송 해결 방안이 사용될 수 있다.
이하의 설명에서, 불연속 스펙트럼에 걸쳐 동작하고 있는 4개의 물리 채널이 사용되고 있는 것으로 가정된다. 그렇지만, 이하에서 기술되는 알고리즘이 임의의 수의 물리 채널에 걸친 MAC 계층 통합에 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 또한, MAC 계층 통합을 위해 1차 CSMA가 구현되고 있는 것으로 가정될 수 있다.
통합된 채널들을 통한 확인 응답 전송을 동기화하기 위해, 1차 채널 마지막 종료 절차(primary channel ending last procedure) 및 공통 가상 감지 절차(common virtual sensing procedure)를 구현함으로써 통합된 채널들 간의 조정이 처리될 수 있다.
1차 채널 마지막 종료 절차는 MAC 계층 통합에서 1차 CSMA를 구현한다. 이 시나리오에서, 확인 응답 동기화를 보장하는 한 방식은 1차 채널을 통한 전송이 항상 마지막으로 또는 2차 채널을 통한 전송과 대략 동시에 종료되도록 하는 것일 수 있다. 도 30은 충돌을 피하기 위해 ACK 전송을 동기화하는 절차를 나타낸 것이다.
충돌을 피하기 위해 ACK 전송을 동기화하는 데 이하의 규칙들 또는 규칙들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 첫째, 상이한 채널을 통한 전송이 동시에 종료될 필요가 없을 수 있지만, 1차 채널을 통한 데이터 전송이 마지막으로 종료될 수 있다. 둘째, 데이터/관리 프레임이 1차 채널을 통해 수신될 때의 ACK 절차가 IEEE 802.11에서 사용되는 것과 동일할 수 있다. 예를 들어, 확인 응답을 필요로 하는 프레임의 성공적인 수신 후에, ACK 프레임의 전송은, 매체의 사용중/유휴 상태에 관계없이, SIFS 기간 후에 시작될 수 있다. 셋째, 데이터/관리 프레임이 2차 채널, 3차 채널 및 4차 채널을 통해 수신될 때, ACK 절차는, 확인 응답을 필요로 하는 프레임의 성공적인 수신 후에, ACK 프레임의 전송이 1차 채널이 SIFS 기간 동안 유휴 상태에 있은 후에 시작될 수 있도록 되어 있을 수 있다. 넷째, 1차 채널을 통해 송신된 데이터/관리 프레임은 전송이 종료된 후 "SIFS+ACK 전송 시간" 내에 ACK를 예상할 수 있다. 그렇지만, 2차 채널, 3차 채널 및 4차 채널을 통해 송신된 데이터/관리 프레임은 1차 채널 전송이 종료된 후 "SIFS+ACK 전송 시간" 내에 그 각자의 ACK를 예상할 수 있다.
다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 통합된 채널들에서의 확인 응답 전송을 동기화하기 위해, 공통 가상 감지 NAV 값이 모든 채널에서 사용될 수 있고, 따라서 1차 채널 전송이 마지막으로 종료되지 않을 수 있다. 이하의 내용이 1차 CSMA에 중점을 두고 있지만, 임의의 다른 CSMA 알고리즘(예를 들어, 결합된 CSMA)에 대해 공통 가상 감지가 구현될 수 있고, 이 경우 1차 채널이 정의되어 있지 않을 수 있고 모든 통합된 채널에 걸쳐 감지가 수행될 수 있다.
이것은 프레임 헤더에서의 지속기간 필드가 어떻게 설정되어 있는지에 영향을 미칠 수 있다. IEEE 802.11에서, 물리 및 가상 반송파 감지 메커니즘 둘 다가 매체가 유휴 상태에 있는 것으로 나타내는 경우에만, 매체가 유휴 상태인 것으로 결정될 수 있다. 가상 반송파 감지 메커니즘은 NAV라고 할 수 있다. NAV는 매체의 사용중 상태의 지속기간을 공지하는 MAC 헤더의 지속기간 필드에서 전달될 수 있다.
지속기간 필드를 설정하는 현재의 규칙은, 채널의 경쟁 액세스 이후에 CAP(controlled access phase, 제어된 액세스 단계)를 벗어나 있는 QoS(quality of service) WTRU에 의해 CP(contention period, 경쟁 기간) 내에 송신된 모든 데이터 또는 관리 프레임 내에서, 지속기간/ID 필드가 다음과 같은 값들 중 하나로 설정될 수 있을 것을 필요로 할 수 있다. 첫째, QoS 데이터 서브필드가 0으로 설정되어 있는 관리 프레임 및 ACK 정책 서브필드가 정상 ACK로 설정되어 있는 유니캐스트 데이터 프레임에 대해, 프레임이 TXOP(transmission opportunity)의 최종 단편인 경우, 하나의 ACK 프레임의 전송에 필요한 시간[적절한 IFS(interframe space, 프레임간 간격) 값을 포함함], 또는 하나의 ACK 프레임의 전송에 필요한 시간 + 이후의 MPDU 및 그의 응답(요구되는 경우)의 전송에 필요한 시간(적절한 IFS 값을 포함함). 둘째, ACK 정책 서브필드가 "ACK 없음"으로 설정되어 있는 유니캐스트 데이터 프레임에 대해 및 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임에 대해, 프레임이 TXOP의 최종 단편인 경우, 지속기간/ID 필드는 0으로 설정될 수 있거나, 이후의 MPDU 및 그의 응답 프레임(요구되는 경우)의 전송에 필요한 시간(적절한 IFS 값을 포함함). 셋째, 지속기간/ID 필드가 AC(access class)의 보류 중인 MPDU 및 연관된 ACK(있는 경우)의 전송에 필요한 시간, 및 적용가능한 SIFS 기간, 및 그 AC에 대한 MIB(management information base, 관리 정보 베이스)에 의해 부과되는 시간 한계 - TXOP 내에서 이미 사용된 시간 중 최소값으로 설정될 수 있다.
WTRU 및 조정되지 않은 AP로부터의 충돌을 효과적으로 피하기 위해, 가장 긴 전송이 종료될 때에 기초하여 지속기간 필드 값이 도출될 수 있다. 전송 유형(단편화된 패킷 전송, 연속하는 TXOP 여부 등)에 따라, 각각의 지속기간 필드는 SIFS + 가장 긴 전송을 갖는 채널과 연관된 ACK 전송 시간 + 델타에 기초할 수 있다. 델타는 가장 긴 전송 시간과 그 특정한 채널의 전송 시간 사이의 차일 수 있다.
지속기간 필드는, 필드 내의 값이 32,768 미만일 때, 마이크로초(μs) 단위의 지속기간으로서 해석될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이는 필드가 연관 식별자(association identifier)로서 해석되어야 한다는 것을 나타낼 수 있다.
송신기는 임의의 프레임이 송신되기 전에 어느 프레임이 전송하는 데 가장 오래 걸릴 것인지를 결정할 수 있다. 이것은 프레임의 크기의 인자일 뿐만 아니라, 각각의 채널에서 사용되는 변조 및 코딩 방식일 수 있다. 정책 서브필드가 정상 ACK로 설정되어 있는 유니캐스트 데이터 프레임에 대해, 각각의 프레임의 전송 시간이 계산될 수 있다. 이 계산은 다음과 같이 수행될 수 있고:
packet_xmit_time = 80μs + (262 + size_of_data) / data_rate
(식 1)
여기서 80μs는 PLCP(physical layer convergence protocol, 물리 계층 수렴 프로토콜) 헤더를 고려한 것이고; 262는 MAC 프레임의 다른 필드들에 있는 비트의 수이며; size_of_data는 데이터 필드에 포함될 비트의 수이고; data_rate는 채널의 동작 전송 속도이다.
상이한 길이 또는 변조 방식을 갖는 4 패킷의 전송을 위해, 각각은 다음과 같은 상이한 지속기간 필드를 가질 수 있다: DCF(distributed coordination function, 분산 조정 함수)를 사용한 비단편화된 패킷 전송, 또는 HCF(hybrid coordination function, 혼성 조정 함수) EDCA(contention-based channel access, 경쟁 기반 채널 액세스)에서 TXOP에서의 마지막 패킷 전송, 또는 DCF에서의 마지막 단편 전송. 가장 긴 전송 시간(MAX_XMIT_TIME)을 갖는 프레임에 대해, 값은 SIFS 시간 + 하위 MCS(modulation and coding scheme)를 갖는 채널에서의 ACK 패킷의 전송 시간으로 설정될 수 있고, 따라서
duration_field = SIFS_time + ACK_TX_TIME (사전 정의된 MCS).
(식 2)
다른 프레임에 대해, 지속기간 필드는, 송신되는 패킷과 가장 긴 전송 시간 사이의 전송 시간의 차 이외에, SIFS 시간 + ACK 패킷의 전송 시간을 포함할 수 있다. 이와 같이, 값이 하기의 식으로 설정될 수 있고:
duration_field = (MAX_XMIT_TIME - packet_xmit_time) + SIFS_time + ACK_TX_TIME (사전 정의된 MCS) (식 3)
여기서 packet_xmit_time은 전송되고 있는 패킷의 패킷 전송 시간에 대응한다. 실패한 패킷의 재전송을 위해, 패킷의 저장된 사본에서의 지속기간 필드 값이 그와 함께 송신되고 있는 다른 패킷과 일치하도록 갱신될 수 있다.
도 31은 TXOP의 비단편화된 또는 단일 단편 패킷 전송 및 마지막 전송에서의 지속기간 필드 예를 나타낸 것이다. 도 31은 최대 전송 시간(MAX_XMIT_ TIME)이 2차 채널에서 발생할 수 있다는 것을 보여준다. 따라서, 2차 채널에 대한 지속기간 필드가 가장 짧을 수 있다. 지속기간 필드 길이가 다른 패킷에 대해 상이할 수 있고, 패킷 전송의 끝부터 ACK의 끝까지일 수 있다. 3차 채널 전송은 이상의 설명의 양호한 예일 수 있다.
지속기간 필드 값은 또한 단편화 경우에서 비지속 단편 전송에 따라 또는 EDCA에서 TXOP에서의 비지속 패킷 전송에 따라 결정될 수 있다. 이 경우에, 지속기간 필드는, 다른 (SIFS 시간 + ACK 시간) 및 그 다음 전송에서의 4개의 패킷 중의 가장 긴 전송 시간(NEXT_MAX_XMIT_TIME)을 추가하여, 하나 이상의 SIFS 시간을 포함할 수 있다. 예를 들어:
duration_field = (MAX_XMIT_TIME - packet_xmit_time) + SIFS_time + 2 x (ACK_TX_TIME (사전 정의된 MCS) + SIFS_time)+ NEXT_MAX_XMIT_TIME
(식 4)
여기서 packet_xmit_time은 그 채널에서 전송되고 있는 현재 패킷의 전송 시간에 대응할 수 있고, MAX_XMIT_TIME은 4개의 물리 채널 중 가장 긴 전송을 나타낼 수 있으며, NEXT_MAX_XMIT_TIME은 4개의 물리 채널 중 그 다음 전송에 필요한 가장 긴 시간에 대응할 수 있다. 도 32는 TXOP의 단편화된 패킷 전송 또는 비지속 전송에서의 지속기간 필드 예를 나타낸 것이다. MAX_XMIT_TIME 및 NEXT_MAX_XMIT_TIME은 상이한 채널에 존재할 수 있다.
수신기의 수신 스테이션 논리는 또한 송신기에 의해 사용되는 공통 가상 감지 기법에 의해 영향을 받을 수 있다. 처리될 중요한 사례는 수신기가 한 채널에서 전체 패킷의 수신을 완료하고 수신기가 다른 채널에서 계속 사용 중일 때일 수 있다. 이 경우에, 수신기는 임의의 추가의 패킷 전송이 다른 채널을 통해 완료하기를 기다릴지 여부 또는 다른 전송을 포기하기 전에 얼마나 기다릴지를 결정할 수 있다. 지속기간 필드와 PHY-RXSTART. 표시의 결합 사용은 다른 채널들을 통한 수신을 언제 중단할지를 결정하는 데 도움을 줄 수 있다.
RXSTART. 표시는 물리 계층(PHY)이 유효한 프레임 시작 구분자(start frame delimiter) 및 PLCP 헤더를 수신했다는 것을 MAC에 통지하기 위해 물리 계층(PHY)에 의해 제공될 수 있다. MAC은 각각의 채널을 통해 이 표시를 수신한 시간을 기록하고 이를 1차 채널을 통해 이 표시를 수신한 시간과 비교함으로써 이것을 사용할 수 있다. 이들이 다른 채널에 대해 동시에 일어나는 경우, MAC은 이들이 간섭하지 않는다는 것과 SIFS 기간을 시작하기 진에 이들이 완료하기를 기다려야만 한다는 것을 알 수 있다. 그렇지 않고, 이 표시가 다른 채널들을 통해 동시에 수신되지 않는 경우, MAC은 이 채널을 통한 전송이 완료하기를 기다리지 않을 수 있다. 이 표시가 수신된 후에 방해를 받게 되는 패킷을 기다리는 것으로부터 보호하기 위해, 타임아웃이 초기화될 수 있다. 이것은 최하위 MCS에서의 가능한 가장 긴 MAC 데이터 프레임의 전송 시간으로 설정될 수 있다. 첫번째 패킷이 성공적으로 수신된 후에, 이 타임아웃이 취소되거나 변경될 수 있다.
전송 세트(transmission set)의 첫번째 패킷이 수신되면, WTRU는 프레임 헤더로부터 지속기간 필드를 추출할 수 있다. 이 값은 (브로드캐스트 패킷에 대한) 0 또는 ACK 패킷의 전송 시간과 SIFS 중 최소값을 포함할 수 있다. 수신된 프레임이 ACK를 필요로 하고 지속기간 필드가 SIFS 시간 + ACK 전송 시간으로 설정되어 있는 경우, SIFS 기간이 즉각 시작할 수 있다. 이것이 일어날 수 있는 이유는, 수신된 프레임이 전송된 가장 긴 프레임이거나 다른 프레임들의 전송도 역시 현재 끝났기 때문이다. 수신기가 이제 SIFS가 정확히 언제 시작할 것인지를 알고 있을 수 있기 때문에, RXSTART. 표시로 인해 설정된 타임아웃이 취소될 수 있다.
그렇지 않은 경우, 시간의 양은, 송신기가 현재 진행 중인 TXOP에 있는지 여부에 따라, 2가지 중 하나를 나타낼 수 있다. 첫째, 송신기가 현재 진행 중인 TXOP에 있지 않은 경우, 예를 들어, TXOP에서의 마지막 패킷인 경우, 지속기간 필드는 가장 긴 진행 중인 전송에서의 남아 있는 시간 + SIFS 및 ACK 패킷의 전송 시간을 나타낼 수 있다. 둘째, TXOP가 계속될 것인 경우(TXOP에서의 첫번째 또는 중간 패킷), 지속기간 필드는 적어도 전술한 시간의 양 + 다른 SIFS + 그 다음 패킷 세트에서의 가장 긴 전송 시간 + 기타(SIFS + ACK에 필요한 전송 시간)의 합일 수 있다.
지속기간 필드가 SIFS + ACK 전송 시간 + SIFS + PLCP 헤더 미만인 경우, 송신기는 TXOP를 계속하고 있지 않을 수 있다. 따라서, 수신기는 수신된 패킷의 종료로부터 t 마이크로초(μs) 후에 시작하도록 SIFS 기간을 스케줄링할 수 있다.
t = duration_field - SIFS_time - ACK_TX_TIME (식 5)
WTRU는, 그의 수신기가 다른 채널들에서 여전히 사용중인지에 관계없이, 그의 SIFS 백오프 기간을 이 때 시작할 수 있다. 이러한 이유는 이들 다른 채널이 간섭을 경험하고 있을 것이기 때문이다. 도 33은 연속 TXOP와 비연속 TXOP를 구별하는 지속기간 필드 예를 나타낸 것이다.
지속기간 필드가 그 시간량 이상인 경우, TXOP는 계속될 수 있고, RXSTART. 표시 시에 설정된 타임아웃이 수신된 패킷의 끝으로부터 t 마이크로초(μs) 후로 조정될 수 있다. 수신기는 1차 채널과 동시에 RXSTART. 표시를 수신한 채널들에서 패킷이 완료하기를 기다릴 수 있다.
도 34는 가정 또는 소형 사무실 등의 로컬 영역에서 동작할 수 있는 예시적인 DSM(dynamic spectrum management) 시스템(3400)을 나타낸 것이다. DSM 시스템(3400)은 DSM 엔진(3405) 및 복수의 DSM 클라이언트(3410)를 포함할 수 있다.
DSM 엔진(3405)은 2.4GHz 및 5GHz ISM 대역, TVWS 대역 및 60 GHz 대역 등의 비면허 또는 기회적 대역에서 동작하는 로컬 영역에서 일어나는 무선 통신을 관리할 수 있다. DSM 엔진(3405)은 또한 면허 및 비면허 대역에 걸쳐 대역폭을 통합할 수 있다. 도 34에 도시된 바와 같이, DSM 엔진(3405)은 DSM 클라이언트(즉, WTRU)(3410)에 그리고 WWAN(wireless wide area network, 무선 원거리 통신망) 또는 유선 링크를 통해 셀룰러 코어 네트워크(3415) 등의 외부 네트워크, TVWS 데이터베이스(3420) 및 IP 네트워크(3425)에 상호 연결될 수 있다.
DSM 엔진(3405)은 TVWS 대역에서 모드 II 장치로서 동작할 수 있는데, 그 이유는 DSM 엔진(3405)이 TVWS 데이터베이스에 액세스할 수 있고 지리적 위치 기능을 가질 수 있기 때문이다. DSM 엔진(3405)은 또한 DSM 시스템(3400)이 TVWS 데이터베이스(3420)가 허용할 수 있는 것보다 더 큰 채널 서브세트에서 동작할 수 있게 해줄 수 있는 감지 전용 모드에서 동작할 수 있다.
DSM 클라이언트(3410)는 DSM 엔진(3405)과의 통신 링크를 직접 설정할 수 있는 인지 무선 지원(cognitive radio enabled) 클라이언트 장치일 수 있다. DSM 엔진(3405)과 DSM 클라이언트(3410) 사이의 통신 링크는 DSM 링크(3430)라고 하고 향상된 제어 평면 및 사용자 평면 기능을 제공할 수 있다. DSM 링크(3430)는 불연속 스펙트럼에 걸쳐 동작할 수 있는 향상된 IEEE 802.11 RAT(radio access technology)에 기초하고 있을 수 있다.
DSM 링크(3430)는 또한 LTE 등의 다른 RAT에 기초하고 있을 수 있다. DSM 클라이언트(3410)는 TVWS 데이터베이스(3420)에 액세스하지 못할 수 있고 어느 채널이 사용될 수 있는지를 나타내기 위해 DSM 엔진(3405)에 의존할 수 있다. DSM 클라이언트(3410)는 또한 감지 전용 모드에서 동작할 수 있다. 감지 전용 모드에서, DSM 클라이언트(3410)는 DSM 엔진(3405)에 의해 감지 전용 모드 채널로서 식별된 채널에서의 전송을 가능하게 해주기 위해 1차 사용자가 이들 채널을 점유하고 있지 않은지를 주기적으로 검증할 수 있다. DSM 엔진(3405)은 DSM 클라이언트(3410)에서 이들 채널을 통해 적절한 스펙트럼 감지를 가능하게 해주기 위해 무음 기간(silent period)을 스케줄링할 수 있다. 감지 전용 기능을 갖는 DSM 클라이언트(3410)는 채널들의 서브세트에서 모드 I 장치로서 동작할 수 있다. 1차 사용자 검출을 위한 절차가 감지 전용 채널로서 식별된 채널에서 구현될 필요가 있을 수 있다. DSM 클라이언트들(3410)은 직접 링크(3435)를 통해 서로 직접 통신할 수 있다. 직접 링크(3435)에 대해 사용되는 무선 자원 및 RAT(radio access technology)는 DSM 엔진(3405)에 의해 제어될 수 있다.
도 35는 DSM 엔진(3405)의 예시적인 아키텍처를 나타낸 것이다. DSM 엔진(3405)은 CMF(channel management function)(3505), MNC(multi-network connection) 서버(3510), DSM 정책 엔진(3515), AP(access point) 기능(3520), SP(sensing processor)(3525), 중앙집중형 WTRU 데이터베이스(3530), 및 HNB(home Node-B) 기능(3535)을 포함할 수 있다.
CMF(3505)는 중앙 자원 제어기로서, 무선 자원을 관리하고 이들을 각각의 WTRU 및 AP에 효율적으로 할당하는 일을 맡고 있을 수 있다.
AP 기능(3520)은 네트워크에 가입해 있는 WTRU(즉, DSM 클라이언트)에 주 연결 기능을 제공할 수 있다. AP 기능(520)은 CMF(3505)에 의해 선택된 채널에 기초하여 집성을 관리하는 조정 기능을 포함할 수 있다. AP 기능(3520)의 임무는 기본적인 IEEE 802.11 MAC/PHY 기능을 수행(또는 LTE-기반 DSM 링크의 경우에 LTE 기능)하는 것, 새로운 제어 채널 방식을 지원하는 것, CMF(3505)에 의해 결정된 채널의 연속 및 불연속 스펙트럼 채널 통합을 수행하는 것, 이웃/노드 발견 및 채널 사운딩을 지원하는 것, IEEE 802.11-기반 DSM 링크(3430)에 대한 제어 채널 및 공통 데이터 채널 설정 절차를 지원하는 것, LTE-기반 DSM 링크에 대한 제어 채널 강건성 및 채널 전환 절차를 지원하는 것, 및 직접 링크 구성, 설정, 해제 및 유지를 지원하는 것을 포함할 수 있다.
비면허 또는 기회적 대역의 1차 사용자가 채널을 통해 전송하기 시작하는 경우, FCC 규칙에 따르면, DSM 엔진(3405)은, 도 35에 도시된 바와 같이, 어떤 기간 내에 채널을 비울 필요가 있다. 1차 사용자의 검출은 SP(sensing processor)(3525)에 의존할 수 있다. SP(3525)가 1차 사용자를 검출하면, SP(3525)는 DSM 엔진(3405) 내의 CMF(3505)에 알려줄 수 있다.
DSM 엔진(3405) 및 연관된 WTRU는 PCSMA를 사용하여 경쟁을 통해 통합된 채널에 액세스할 수 있다. WTRU가 전송할 필요가 있을 때마다, WTRU는 모든 채널을 사용할 수 있고, 따라서 모든 채널이 미사용(free)인지를 검증할 필요가 있을 수 있다. 한 방법은 하나의 채널을 1차 채널로서 할당하고 1차 채널에서 CSMA를 수행하는 것을 포함한다. WTRU 또는 DSM 엔진(3405)이 전송할 제어 데이터 또는 통신 데이터를 가지고 있을 때, WTRU 또는 DSM 엔진(3405)은 사전 할당된 1차 채널에서 CSMA를 수행할 수 있다. 다른 3개의 채널은 1차 채널과 동일한 채널 상태를 가지는 것으로 가정될 수 있다. 예를 들어, CSMA가 1차 채널에서 사용중(busy)이라는 상태를 반환하는 경우, 모든 채널이 사용중인 것으로 가정될 수 있다. WTRU 또는 DSM 엔진(3405)이 1차 채널에 액세스하면, WTRU 또는 DSM 엔진(3405)은 1차 및 비1차 채널에 액세스할 수 있다. 1차 채널에 액세스할 시에, WTRU 또는 DSM 엔진(3405)은, 모든 채널이 미사용이도록 보장하는 데 도움을 주기 위해, 전송 이전에 PIFS[PCF(point coordination function) inter-frame space]의 PIFS 기간 동안 비1차 채널을 검사할 수 있다. 도 36은 1차 채널을 통한 CSMA의 예를 나타낸 것이다.
장치는 상이한 채널을 통해서도 동시에 전송 및 수신하지 못할 수 있다. 그에 따라, 수신기에 의한 확인 응답 절차가 통합된 채널들에 걸쳐 동기화된 방식으로 행해질 수 있다. 예를 들어, 장치가 다른 채널을 통해 전송하고 있는 동안 주어진 채널을 통해 확인 응답을 수신하지 못할 수 있다. 전송 및 수신의 조정을 처리하는 2가지 기법은 "1차 채널 마지막 종료" 및 "공통 가상 감지"이다. 1차 채널 마지막 종료는 1차 채널 마지막 종료이 마지막으로 또는 2차 채널을 통한 전송과 대략 동시에 종료하도록 함으로써 확인 응답 동기화를 구현할 수 있다. 공통 가상 감지는 1차 채널 전송이 마지막으로 끝나게 할 필요가 없을 수 있는 모든 채널에서 공통 가상 감지(NAV 값)를 사용할 수 있다.
FCC 규칙에 따르면, TVW 채널에서 1차 사용자가 검출되면, 2차 사용자는 TVWS 채널을 비워줄 필요가 있을 수 있다. 1차 사용자를 검출하기 위해, DSM 엔진(3405)은 TVWS 데이터베이스(3420)를 조회하거나 스펙트럼 감지를 수행할 수 있다. 스펙트럼 감지를 사용하여 1차 사용자를 검출하기 위해, AP 및 그의 연관된 WTRU는 특정한 때에 무음일 필요가 있다. 무음 기간의 지속기간 및 빈도수는, FCC 규칙에 따르면서, 스펙트럼 감지 알고리즘에 의존할 수 있다. FCC 규칙에 따르면, 동작 중인 모니터링이 60초 미만일 필요가 있을 수 있다. 또한, 무음 기간 정보가 AP와 연관되어 있는 모든 WTRU로 브로드캐스트될 수 있다. 따라서, IEEE 802.11 MAC 계층 아키텍처(또는 DSM 시스템에 대한 LTE RAT의 경우에 LTE 아키텍처)가 무음 기간 동안 전송을 중지하는 것, 무음 기간 결정, 및 AP와 WTRU 간의 무음 기간 동기화를 지원하도록 조정될 수 있다.
2차 사용자로서 동작하는 IEEE 802.11 AP 또는 WTRU는, 1차 사용자의 존재 여부에 따라, 동작 채널을 전환할 수 있다. WTRU를 새로운 동작 채널로 가게 하기 위해, AP는 채널 재할당 정보를 WTRU로 브로드캐스트할 수 있다. 이 정보는 높은 우선순위를 가질 수 있고, 그의 전송은 정규 데이터 전송에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, IEEE 802.11 MAC 계층 아키텍처가 채널 재할당 정보의 전송을 포함하도록 수정될 수 있다.
전형적인 채널 대역폭은 6 MHz일 수 있고, 전형적인 WiFi 채널 대역폭은 20 MHz일 수 있다. 그에 따라, WiFi 채널의 대역폭을 지원하기 위해 채널들이 통합될 수 있다. AP 또는 WTRU가 복수의 연속적 또는 비연속적 병렬 PHY 채널들에서 동작할 수 있다. 따라서, IEEE 802.11 MAC 계층 아키텍처가 이들 PHY 채널을 통한 프레임의 배포를 지원하도록 수정될 수 있다. 이러한 프레임 배포는 PHY 채널의 비신뢰성으로 인해 동적일 수 있다. 예를 들어, 채널들 중 하나가 1차 사용자로 인해 이용가능하지 않게 되는 경우, 이 채널에 할당된 프레임이 다른 채널에 재할당될 수 있다.
PHY 채널들 중 하나 이상을 통해 스펙트럼 감지를 위한 채널 재할당 정보 및 무음 기간 동기화 정보를 전송하는 것은 프레임 재정렬(frame re-ordering)을 야기할 수 있다. 그 결과, 이들 채널에 할당된 프레임이 다른 채널들에 재할당될 수 있다.
대역외 방출로 인해, AP 또는 WTRU는 상이한 채널을 통해 동시에 전송 및 수신해서는 안되는데, 그 이유는 이것이 자동 재밍(self-jam)될 수 있기 때문이다. 구체적으로는, AP 또는 WTRU가 다른 TVWS 채널을 통해 수신하면서 하나의 TVWS 채널을 통해 전송하는 경우, 전송된 신호가 후자의 채널에서 수신될 수 있고, 이는 수신 오류를 야기할 수 있다. 모든 채널을 효율적으로 사용하기 위해, AP 또는 WTRU는 채널들에 걸쳐 전송 지속기간을 동기화시킬 수 있다. 따라서, 한 해결 방안은 동시에 시작하는 전송들이 또한 동시에 또는 대략 동시에 끝날 수 있도록 전송들을 배열하는 것일 수 있다. 이 목표를 달성하기 위해, 공중을 통한 전송 지속기간이 대략 동일하도록, 상이한 PHY 채널을 통해 전송될 프레임이 적절한 크기로 될 수 있다. 상이한 조건을 경험하는 PHY 채널에 대해 MCS(modulation and coding scheme)가 상이할 수 있다. 따라서, 상이한 채널을 통해 전송될 프레임이 상이한 크기를 가질 수 있다. 보다 나은 채널을 통해 전송될 프레임이 보다 큰 크기를 가질 수 있고, 보다 불량한 채널을 통해 전송될 프레임이 보다 작은 크기를 가질 수 있다. 원하는 길이의 프레임을 발생하기 위해, IEEE 802.11 MAC이 수정될 필요가 있을 수 있다.
도 37a 및 도 37b는 QoS(quality of service)를 지원하는 예시적인 MAC 계층 아키텍처(3700)를 나타낸 것이다. CMF(3505)를 제외하고는, MAC 계층 아키텍처(3700)가 DSM 엔진(3405)의 AP 기능(3520)에 포함될 수 있다. 도 37a에 도시된 바와 같이, 예시적인 MAC 계층 아키텍처(3700)는, 반송파 통합 기능에 의해 정규의 MAC 계층 아키텍처를 향상시켜 비면허 또는 기회적 대역에서의 IEEE 802.11 동작을 지원하기 위해, 버퍼 제어기(3710), 프레임 제어기(3715), QoS 제어기(3720), 무음 기간 스케줄러(3725) 및 채널 모니터(3730)를 포함하는 MAC 계층 조정기(3705)를 포함하고 있다.
도 37b에 도시된 바와 같이, MAC 계층 아키텍처(3700)는 복수의 AC(37451 - 3745N) 각각 내에 생성될 수 있는 복수의 논리 버퍼(37401 내지 37404)를 사용하여 복수의 병렬 PHY 채널(3735)을 통해 프레임을 배포할 수 있다. 각각의 논리 버퍼(3740)는 특정한 PHY 채널(3735)을 통해 송신될 프레임을 저장할 수 있다.
도 37a 및 도 37b에 도시된 바와 같이, MAC 계층 아키텍처(3700)는 AC 매핑 유닛(3755), 복수의 A-MSDU(aggregated MAC service data unit, 통합된 MAC 서비스 데이터 단위) 통합 유닛(37601 - 3760N), 단편화 유닛(37651 - 3765N), MPDU 헤더 및 CRC 유닛(37701 - 3770N), 복수의 A-MPDU(aggregated MAC protocol data unit, 통합된 MAC 프로토콜 데이터 단위) 통합 유닛(37751 - 3775N), 복수의 EDCAF(enhanced distributed channel access function, 향상된 분산 채널 액세스 기능)(37801 - 3780N), 교환기(3785) 및 디지털 송수신기(3790)를 추가로 포함할 수 있다.
상위 계층으로부터 MSDU(MAC service data unit) 프레임이 수신되면, MAC 계층은 프레임의 UP(user priority, 사용자 우선순위)를 검사할 수 있다. 한 예에서, 8개의 UP가 4개의 AC(access category) 값에 매핑될 수 있다. 상위 우선순위로부터 하위 우선순위로 열거되어 있는 4개의 AC 유형은 AC_VO(음성), AC_VI(비디오), AC_BE(최선의 노력) 및 AC_BK(배경)를 포함할 수 있다. 이 예가 4개의 AC 유형을 포함하지만, 다른 실시예는 임의의 수의 AC 유형을 포함할 수 있다. AC 매핑 유닛(3755)에서 매핑이 수행될 수 있다. AC 매핑 유닛(3755) 이후에 각각의 AC(3745)에 대응하는 4개의 분기가 있다. A-MSDU 통합 유닛(3760)은 MAC 계층 오버헤드를 감소시키고 따라서 데이터 처리율을 증가시키기 위해 몇개의 MSDU 프레임을 통합할 수 있다. 각각의 통합된 MSDU(A-MSDU) 프레임은 순서 번호를 할당받을 수 있고, 무결성 보호를 가질 수 있다. 이어서, MSDU 프레임은 단편화 유닛(3765)에 의해 단편화될 수 있다. A-MSDU 프레임에 대해 단편화가 수행되지 않을 수 있다.
그 다음에, 단편화된 프레임이 논리 버퍼(3740)에 저장될 수 있고, 이는 매체 자원의 경쟁을 트리거할 수 있다. EDCAF(3780)에 의해 경쟁이 실행될 수 있다. 각각의 AC(3745)는 그 자신의 EDCAF(3780)를 가질 수 있고, 이들 EDCAF(3780)는, 상위 우선순위 AC(3745)와 연관되어 있는 EDCAF(3780)가 보다 높은 확률로 경쟁을 이길 수 있도록, 상이한 파라미터를 적용할 수 있다. EDCAF(3780)가 매체 자원을 획득하면, EDCAF(3780)는 그의 버퍼에 있는 프레임을 전송하기 시작할 수 있다. MPDU 헤더 및 CRC 유닛(3770)을 사용하여 MPDU 헤더 및 CRC(cyclic redundancy check, 순환 중복 검사)를 세그먼트화된 프레임에 부가함으로써 MPDU가 구성될 수 있다. 몇개의 MPDU가 또한 단일 A-MPDU 프레임으로 통합되고 PHY 계층으로 송신될 수 있다.
프레임 제어기(3715)는 A-MSDU 통합 유닛(3760), 단편화 유닛(3765), 및 A-MPDU 통합 유닛(3775)을 제어하도록 구성될 수 있고, 따라서 각각의 A-MPDU 출력이 특정한 PHY 채널(3735)을 통해 전송되도록 설계될 수 있고, 각각의 PHY 채널(3735)을 통한 A-MPDU 전송 지속기간이 대략 동일할 수 있다.
프레임 제어기(3715)는 먼저 4개의 PHY 채널(3735) 모두에 대한 MCS 정보를 수신할 수 있다. 프레임 제어기(3715)는 이어서 4개의 PHY 채널(3735)의 MCS 값에 기초하여 공중파 지속기간(over-the-air duration)을 사전 지정할 수 있다. 프레임 제어기(3715)는 이어서 각각의 PHY 채널(3735)이 유사한 공중파 지속기간을 가지도록 설계된 A-MPDU를 발생하기 위해 A-MSDU 통합 유닛(3760), 단편화 유닛(3765) 및 A-MPDU 통합 유닛(3775)을 제어할 수 있다. 프레임 제어기(3715)는 또한 임의의 PHY 채널(3735)에 대한 프레임의 발생률(generation rate)을 제어할 수 있다. 이 동작은 버퍼 균형 및 차후의 4개의 PHY 채널(3735) 간의 부하 분산을 보장해줄 수 있다. 초기에, 프레임 제어기(3715)는 라운드 로빈 방식으로 모든 PHY 채널(3735)에 대해 똑같은 발생률을 적용할 수 있다. 버퍼 제어기(3710)로부터 버퍼 상태 정보를 수신할 시에, 프레임 제어기(3715)는 그에 따라 그의 프레임 발생 스타일을 조정할 수 있다.
논리 버퍼(3740)의 생성 및 유지가 버퍼 제어기(3710)에 의해 수행될 수 있다. PHY 채널(3735)을 효율적으로 사용하기 위해, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(3740)의 균형을 유지하기 위해 논리 버퍼들(3740) 간에 프레임을 배포하고 재정렬할 수 있다.
대역외 방출은 동일한 WTRU에서 다른 PHY 채널을 통해 수신하는 동안 하나의 PHY 채널을 통해 전송하는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 일 실시예에서, 이들 채널을 통한 전송이 대략 동시에 시작되고 종료된다. 이것은 프레임 크기를 채널 상태(channel condition)에 따라 조정함으로써 달성될 수 있다. 예를 들어, 보다 나은 채널을 통해 송신될 프레임이 보다 불량한 채널을 통해 송신될 프레임보다 더 클 수 있다. 프레임 크기의 정확한 계산이 도 37의 MAC 계층 아키텍처(3700) 내의 프레임 제어기(3715)에 의해 수행될 수 있다. 프레임 제어기(3715)는 원하는 크기를 갖는 프레임을 발생하기 위해 A-MSDU 통합 유닛(3760), A-MPDU 통합 유닛(3775) 및 단편화 유닛(3765)을 제어할 수 있다.
2차 사용자는 채널 상에서의 1차 사용자의 검출 이후에 채널을 통한 전송을 중지할 필요가 있을 수 있다. 1차 사용자를 검출하는 한 방식은 스펙트럼 감지를 통하는 것이다. 스펙트럼 감지의 한 구현예는 감지 지속기간 동안 모든 2차 사용자가 무음일 것을 필요로 할 수 있다. 무음 기간 스케줄러 블록은 무음 기간의 빈도수 및 지속기간을 결정할 수 있고 그의 무음 기간 결정을 연관된 WTRU 모두와 동기화할 수 있다.
다른 대안으로서, AP 또는 WTRU가 채널 상태 또는 전송 상태가 특정한 임계값 미만으로 열화되는 것을 관찰할 때, AP 또는 WTRU는 1차 사용자의 검출을 트리거할 수 있다. 이것을 이벤트-트리거 방식 1차 사용자 검출(event triggered primary user detection)이라고 한다. AP 또는 WTRU는 도 37의 MAC 계층 아키텍처(3700) 내의 CMF(channel management function)(3505)에 보고할 필요가 있을 수 있다. 채널 모니터(3730)는 각각의 채널에서 MCS 정보 등의 PHY 채널 정보를 수집할 수 있다. 채널 모니터(3730)는 이러한 정보를 버퍼 제어기(3710) 또는 프레임 제어기(3715)에 제공할 수 있다. 채널 모니터(3730)는 또한 논리 버퍼(3740) 내에서의 프레임 흐름에 기초하여 버퍼 제어기(3710)로부터의 채널 보고를 CMF(3505)에 전달할 수 있고, CMF(3505)로부터의 채널 갱신 정보를 버퍼 제어기(3710)에 전달할 수 있다. CMF(3505)는 또한 1차 사용자를 갖는 채널에 대응하는 버퍼를 비우라고 버퍼 제어기(3710)에 알려줄 수 있다.
MAC 데이터 평면 아키텍처에 4개의 AC 버퍼(즉, N = 4)가 있을 수 있고, 각각의 AC(3745)가 그 카테고리의 프레임이 성공적으로 전달되기 전에 그 프레임을 저장하는 논리 버퍼(3740)가 있을 수 있다(즉, 그 프레임 전송에 대한 ACK가 수신될 수 있음). 또한, 각각의 AC는 매체 자원 경쟁에 대한 백오프 절차를 유지하기 위해 그 자신의 EDCAF(3780)와 연관되어 있을 수 있다. 성공적인 경쟁 시에, AC의 EDCAF(3780)는 이 카테고리의 프레임의 전송을 위한 EDCA TXOP(transmission opportunity)를 부여받을 수 있다. 상이한 AC에 대한 경쟁 윈도우 크기 및 최대 TXOP 지속기간이 상이할 수 있다. 이것은 고우선순위 AC가 보다 높은 확률로 매체에 액세스할 수 있게 해준다.
단지 하나의 PHY 채널(3735)이 있는 경우, EDCAF(3780)는, 그 AC의 버퍼에 더 이상 프레임이 없을 때, 전송 실패가 있을 때[즉, 예상된 ACK(또는 블록 ACK) 프레임이 수신되지 않음], 또는 최대 TXOP 지속기간에 도달될 때, TXOP를 종료하고 백오프 절차를 호출할 수 있다.
AC에 보류 중인 2개 이상의 프레임이 있는 경우, 다수의 프레임이 EDCA TXOP에서 전송될 수 있다. 그렇지만, 다른 AC에 보류 중인 프레임이 이 EDCA TXOP에서 전송되지 않을 수 있다. 직전 프레임 교환 시퀀스의 완료 후에, 그 프레임에 대한 전송의 지속기간 + 임의의 예상된 ACK가 나머지 매체 점유율 타이머 값 미만인 경우, WTRU는 새로운 프레임의 전송을 시작할 수 있다.
전송 실패가 있는 경우, 대응하는 채널 액세스 기능이 NAV 설정의 만료 이전에 복원될 수 있다. 게다가, 전송 실패의 경우에, 반송파 감지 메커니즘이 사전 지정된 NAV 타이머의 만료 이전에 매체가 경계에서 유휴 상태에 있다는 것을 알려준 후에, WTRU는 전송을 계속할 수 있다.
AC에 대한 최대 TXOP 지속기간이 AP의 의해 결정되고 비이컨 및 프로브 응답 프레임을 통해 모든 WTRU로 브로드캐스트될 수 있다.
4개의 병렬 PHY 채널을 사용할 때, 전송률이 대략 단일 PHY 채널의 전송률의 대략 4배일 수 있다. 4개의 병렬 PHY 채널 내에서, 이들 중 하나가 1차 채널로서 선택될 수 있다. 전송 이전에 4개의 PHY 채널 모두를 감지하는 대신에, WTRU는 AIFS의 지속기간 + 백오프 기간 동안 1차 채널을 감지할 수 있다. 다른 3개의 채널에서의 매체 감지가 PIFS 기간의 지속기간 동안 수행될 수 있다. 1차 채널 및 다른 채널의 전송 지속기간에 대한 2가지 가능한 방식은 "1차 채널 마지막 종료" 및 "공통 가상 감지"이다. 전자의 방식에서, 1차 채널을 통한 전송은 항상 마지막으로 끝날 수 있고, 채널 자원의 예비를 보장해준다. 후자의 방식은 채널 자원 예비를 위해 NAV를 적용한다.
EDCAF(3780)가 EDCA TXOP를 부여받으면, EDCAF(3780)가 다수의 프레임을 전송할 수 있다. EDCAF(3780)는, 그 AC의 버퍼에 더 이상 프레임이 없을 때, 1차 PHY 채널에서 전송 실패가 있을 때, 또는 최대 TXOP 지속기간에 도달될 때, TXOP를 종료하고 백오프 절차를 호출할 수 있다.
그 AC의 버퍼에 더 이상 프레임이 있을 때, IEEE 802.11n 표준에 지정된 것과 유사한 절차를 따를 수 있다(즉, 상이한 AC로부터의 프레임이 EDCA TXOP 내에서 전송되지 않을 수 있음).
단일 PHY 채널 경우에, 전송 실패는 잠재적인 충돌을 피하기 위해 TXOP를 종료시킬 수 있다. 다수의 PHY 채널 경우에, PHY 비1차 채널에서의 전송 실패는 현재의 TXOP 지속기간 동안 이 채널에서의 전송을 종료시킬 수 있다. 다른 대안으로서, 이 TXOP 지속기간 동안 다른 이용가능한 PHY 채널을 통해 전송이 계속될 수 있다. 1차 PHY 채널에서 전송 실패가 일어나지 않는 한, 대응하는 채널 액세스 기능이 NAV 설정의 만료 이전에 복원될 수 있다.
최대 TXOP 지속기간이 동일한 채로 있는 경우, 각각의 AC의 버퍼 크기는 단일 PHY 채널에 대한 버퍼의 크기의 단지 1/4일 수 있다. 다른 한편으로, 버퍼 크기는 동일한 채로 있을 수 있지만, AP는 최대 TXOP 지속기간을 감소시킬 수 있다.
도 37의 MAC 계층 아키텍처(3700)에 도시된 버퍼 제어기(3710)는 버퍼 생성(즉, PHY 채널에 대한 각각의 AC 내에 버퍼를 생성하는 것), 프레임 삽입[즉, 입력 프레임(예컨대, A-MPDU 프레임)을 적절한 버퍼로 배포하는 것], 프레임 제거(즉, 버퍼로부터 프레임을 제거하는 것), 프레임 재정렬(즉, 버퍼들 간에 프레임을 스위칭하는 것 또는 버퍼 내의 상이한 장소로 프레임을 스위칭하는 것), 버퍼 균형(즉, 각각의 AC 내의 버퍼들이 균등하게 부하가 걸리도록 보장하는 것) 채널 상태 보고(즉, PHY 채널이 제대로 동작하고 있지 않은 사례를 보고하는 것), 및 버퍼 제거(즉, PHY 채널이 이용가능하지 않을 때 버퍼를 제거하는 것)를 구현할 수 있다.
버퍼 제어기(3710)는, 도 37의 MAC 계층 아키텍처(3700)에 도시된 프레임 제어기(3715)와 함께, PHY 채널(3735)을 통해 송신되는 프레임이 대략 동일한 지속기간 걸리도록 시도할 수 있다. 한가지 가정은 PHY 채널(3735)이 준정적이라는 것일 수 있으며, 이는 각각의 채널의 MCS 값이 빈번히 변하지 않을 수 있다는 것을 암시한다.
이하의 예 모두는 모든 프레임이 단일 목적지로 송신되어야 하는 경우에 대한 것이다. 그렇지만, 도 37의 MAC 계층 아키텍처(3700)는 또한 다수의 목적지에 적용될 수 있다.
4개의 병렬 PHY 채널(3735)의 가정 하에서, 버퍼 제어기(3710)는 먼저 채널 모니터(3730)로부터 채널 MCS 정보를 수신할 수 있다. 이어서, 버퍼 제어기(3710)는 모든 AC(3745)에 대해 4개의 논리 버퍼(3740)를 할당할 수 있다. 각각의 논리 버퍼(3740)는 PHY 채널(3735)에 대응할 수 있다. 이 경우에, 동일한 논리 버퍼(3740) 내의 프레임이 동일한 PHY 채널(3735)을 통해 송신될 수 있다. 각각의 프레임에 대한 표시자는 프레임이 어느 논리 버퍼에 할당되는지를 나타내는 데 사용될 수 있다.
준정적 채널 가정에 따르면, 공통 버퍼 내의 프레임이 유사한 길이를 가질 수 있고, 따라서 공중파를 통한 이들 프레임의 지속기간이 유사하다. 그렇지만, 상이한 PHY 채널이 상이한 MCS 값을 가지기 때문에, AC 내의 상이한 버퍼로부터의 프레임이 상이한 길이를 가질 수 있다. 그에 따라, 상이한 PHY 채널에 대응하는 버퍼가 상이한 크기를 가질 수 있다.
A-MPDU 통합 블록의 출력은 상이한 길이의 A-MPDU 프레임일 수 있다. 각각의 A-MPDU가 특정한 PHY 채널에 할당될 수 있다. A-MPDU의 길이는, 그의 할당된 PHY 채널을 통해 송신되는 경우, 그의 공중파 지속기간이 다른 프레임들과 대략 동일할 수 있도록 설계되어 있을 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는, 프레임 길이 및 PHY 채널의 MCS 정보에 기초하여, 입력 프레임을 적당한 버퍼에 할당할 수 있다. 그의 설계된 PHY 채널을 통한 패킷의 전송이 대략 동일한 지속기간을 지속하도록 하기 위해 프레임이 분산되어 있을 수 있다. 예를 들어, 프레임이 긴 경우, 프레임은 높은 MCS 값을 암시하는 양호한 채널 상태를 갖는 PHY 채널에 대응하는 버퍼에 할당될 수 있다.
다른 실시예는 입력 프레임이 송신될 PHY 채널의 정보를 포함하는 입력 프레임을 포함한다. 프레임이 송출되고 ACK가 수신될 때, 버퍼 제어기(3710)는 버퍼로부터 프레임을 제거할 수 있다. ACK가 수신되지 않는 경우, 최대 재전송 횟수에 도달되지 않거나 프레임의 수명이 만료되지 않는 한, 프레임은 버퍼에 유지될 수 있다.
각각의 성공하지 못한 전송에 대해, 프레임에 대한 재전송의 횟수의 카운터가 1만큼 증가될 수 있다. 프레임에 대해 2개의 수명 한계가 있을 수 있다. 버퍼가 채워져 있는 경우, 이 버퍼에 할당된 임의의 입력 프레임도 역시 제거될 수 있다.
AC 내의 버퍼들 중 임의의 버퍼가 비어 있지 않을 때, AC 관련 EDCAF(3780)가 EDCA TXOP를 위해 경쟁할 수 있다. 이것은 백오프 절차를 호출할 수 있다. TXOP 동안, 버퍼 내의 프레임이 전송될 수 있다. 전송의 ACK가 수신되는 경우, 프레임이 버퍼로부터 제거될 수 있다. ACK를 필요로 하지 않는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트는 전송될 때 자동으로 버퍼로부터 제거될 수 있다. 그렇지 않은 경우, 프레임은 어떤 제약조건이 위반(최대 재전송 횟수에 도달되는 것 등)될 때까지 재전송을 위해 버퍼에 유지될 수 있다.
버퍼 제어기(3710)가 한 버퍼로부터 다른 버퍼로 또는 버퍼 내의 한 장소로부터 다른 장소로 패킷을 전송할 수 있는 몇가지 상황이 있다. TXOP에서, 어떤 버퍼는 비어 있는 반면, 다른 버퍼는 그렇지 않다. 1차 사용자의 도착 또는 강한 간섭으로 인해 PHY 채널이 이용가능하지 않게 될 수 있고, 이는 채널 모니터(3730)로부터의 메시지에 의해 트리거될 수 있다. 프레임이 그의 최대 허용 전달 시간보다 오래 버퍼에 머무를 수 있고, 특정한 PHY 채널에서의 스케줄링된 무음 기간은 이들 채널에 할당된 프레임의 전송을 지연시킬 수 있다.
동일한 AC 내의 버퍼들 사이에서 패킷 전송이 일어날 수 있다. 1차 채널을 통한 전송이 마지막으로 끝나도록 보장하기 위해, 블록 ACK 메커니즘이 적용될 수 있다. 프레임 재정렬 프로세스는 논리 버퍼로 인해 용이하게 구현될 수 있다.
패킷 재정렬 프로세스에 관한 이하의 논의가 1차 CSMA 가정에 기초하고 있지만, 이들이 또한 정규 CSMA 경우에 적용될 수 있다.
TXOP 동안 버퍼가 비어 있을 때, 적어도 다음과 같은 3가지 시나리오가 있다.
(1) 2개 이상의 프레임을 갖는 정확히 1개의 버퍼가 있는 경우, 버퍼 제어기(3710)는 그 버퍼로부터 비어있는 버퍼로 프레임을 전송할 수 있다.
(2) 2개 이상의 프레임을 갖는 2개 이상의 버퍼가 있는 경우, 버퍼 제어기(3710)는 후보 버퍼들의 목록으로부터 하나를 선택할 수 있고, 따라서 선택된 버퍼로부터의 프레임이 비어있는 버퍼로 전송될 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는 후보 버퍼에 대응하는 채널의 상태를 검사할 수 있고, 비어있는 버퍼에 대응하는 채널의 상태에 가장 가까운 MCS 값을 가지는 채널을 결정할 수 있다. 2개의 MCS 값 사이의 거리는 2개의 코딩 및 변조율 사이의 차의 절대값일 수 있다. 예를 들어, QPSK 변조 및 레이트-3/4 채널 코드의 경우, 총 레이트는 2x3/4 = 3/2이다. 2개의 MCS 값의 근접성을 결정하는 대안의 방식은 MCS 인덱스 사이의 차에 의한 것이다. 이러한 버퍼 선택 방식은 상이한 채널을 통한 프레임 전송의 지속기간이 대략 유사하도록 보장할 수 있다.
버퍼 제어기(3710)가 적당한 비어있는 버퍼를 결정한 후에, 버퍼 제어기(3710)는 버퍼의 선두로부터 두번째로 있는 프레임을 비어있는 버퍼로 전송할 수 있다. 이러한 이유는 그 버퍼 내의 첫번째 프레임이 동일한 채널을 통해 여전히 전송될 수 있기 때문이다.
(3) 2개 이상의 프레임을 갖는 다른 버퍼가 없는 경우, 비어있는 버퍼가 1차 채널에 대응하지 않을 때, 프레임 재정렬 프로세스가 수행되지 않을 수 있다. 다른 대안으로서, 프레임이 한 버퍼로부터 비어있는 버퍼로 복사될 수 있다. 복사될 프레임은 대응하는 MCS 값이 비어있는 버퍼의 MCS 값에 가장 가까운 버퍼로부터 온 것일 수 있다. 이 복사 동작의 결과, 전송이 반복될 수 있다. 다른 대안으로서, 비어있는 버퍼가 1차 채널에 대응하는 경우, 프레임이 비어있지 않은 버퍼로부터 전송될 수 있다. 이것은 1차 채널을 통한 전송을 보장해줄 수 있다. 다른 대안으로서, 버퍼가 특정한 수 미만의 프레임을 가지고 있으면 프레임 재정렬이 시작될 수 있다.
도 38 및 도 39는 TXOP 내에서 비어있는 버퍼로 인한 패킷 재정렬의 예를 나타낸 것이다. 도 38은, TXOP 동안, 논리 버퍼(37401)가 비어 있고; 논리 버퍼(37402)가 1개의 프레임을 포함하고 있으며; 논리 버퍼(37403)가 3개의 프레임을 포함하고 있고; 논리 버퍼(37404)가 4개의 프레임을 포함하고 있는 것을 나타낸 것이다. 게다가, PHY 채널(37353)은 PHY 채널(37351)에 가장 가까운 MCS 값을 가진다. 전술한 패킷 재정렬 방식에 의해, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37403)로부터의 두번째 프레임을 논리 버퍼(37401)로 전송한다. 이 경우에, 4개의 PHY 채널(3735) 모두가 이용된다.
도 39는 논리 버퍼(37401 및 37402)가 비어 있고, 논리 버퍼(37403)가 1개의 프레임을 가지며, 논리 버퍼(37404)가 3개의 프레임을 가지는 것을 나타내고 있다. 전술한 패킷 재정렬 방식에 의해, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37404)로부터의 하나의 프레임을 논리 버퍼(37401)로 전송하고, 논리 버퍼(37404)로부터의 다른 프레임을 논리 버퍼(37402)로 전송한다. 이것은 4개의 PHY 채널(3735) 중 어느 것도 낭비되지 않도록 해주지만, 4개의 PHY 채널(3735)를 통한 전송이 상이한 때에 완료될 수 있다.
버퍼 제어기(3710)는 1차 사용자에 의해 사용되는 채널에 대응하는 버퍼로부터 다른 버퍼로 프레임을 전송할 수 있다. 다시 말하지만, 목적지 버퍼의 선택은 대응하는 채널의 MCS 값의 근접성에 의존할 수 있다. 목적지 버퍼가 결정되면, 버퍼 제어기(3710)는 상실된 채널에 대응하는 버퍼로부터 목적지 버퍼로 순서대로 프레임을 전송할 수 있다. 이전의 버퍼의 선두에 있는 프레임은 여전히 목적지 버퍼의 선두에 있을 수 있다. 1차 사용자의 존재로 인해, 전송된 프레임이 이미 어떤 지연을 경험했을 수 있기 때문에, 이들 프레임은 목적지 버퍼의 선두에 삽입될 수 있다. 그렇지만, 이들 프레임이 목적지 버퍼의 첫번째 프레임 이전에 삽입되지 않을 수 있는데, 그 이유는 첫번째 프레임이 재전송 중에 있을지도 모르기 때문이다. 프레임의 순서 번호 또는 QoS 요구사항에 따라, 프레임을 목적지 버퍼 내의 적당한 장소로 전송하기 위해 추가의 절차가 적용될 수 있다.
이용가능하지 않은 채널로 인한 패킷 재정렬은 벌크 프레임 전송(bulk frame transfer)을 수반할지도 모른다. 이것은 목적지 버퍼에서 오버플로우를 야기할 수 있다. 이 경우에, 버퍼 제어기(3710)는 나머지 프레임을 전송하기 위해 다른 버퍼를 선택할 수 있다. 선택 기준은 동일할 수 있다. 게다가, 버퍼 제어기(3710)는 최근의 버퍼 상태를 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다.
도 40 및 도 41은 이용가능하지 않은 채널로 인한 패킷 재정렬의 예를 나타낸 것이다. 이 예에서, 어떤 때에, 버퍼 제어기(3710)가 1차 사용자로 인해 PHY 채널(37352)이 이용가능하지 않다는 정보를 포함하는 메시지를 채널 모니터(3730)로부터 수신하는 것으로 가정될 수 있다. 그 결과, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37402)를 비울 수 있다. MCS 비교 후에, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37402)로부터의 프레임을 논리 버퍼(37404)로 전송하기로 결정할 수 있다. 그렇지만, 논리 버퍼(37404)는 논리 버퍼(37402)로부터의 프레임의 일부만을 보유할 수 있다. 이어서, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37402)로부터의 나머지 프레임을 저장하기 위해 논리 버퍼(37401)를 선택할 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는 또한 버퍼 상태에 관해 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다.
QoS 제어기(3720)로부터의 QoS 요구사항 또는 CMF(3505)로부터의 제어 메시지 QoS 요구사항이 버퍼 제어기(3710)로 송신되어, 프레임의 최대 지연을 알려줄 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는, 어떤 프레임이 전송 시간 제한을 위반할 수 있는지를 알아보기 위해, 모든 AC(3745)에서 버퍼에 있는 프레임을 검사할 수 있다. 버퍼 제어기(3710)가 이러한 프레임을 검출하는 경우, 버퍼 제어기(3710)는 그 프레임들을 그의 전송 시간 제한 내에 전송하기 위해 패킷 재정렬 프로세스를 수행할 수 있다. 프레임이 유사한 MCS 값에 대응하는 버퍼들 사이에서 전송될 수 있고, 전송된 프레임이 새로운 버퍼의 선두에 삽입될 수 있다.
도 42 및 도 43은 QoS 요구사항으로 인한 패킷 재정렬의 예를 나타낸 것이다. QoS 제어기(3720)로부터 QoS 요구사항을 수신할 시에, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(3740)를 검사할 수 있다. 이 예에서, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37402) 내의 2개의 프레임이 그의 QoS 요구사항을 만족시키지 않을 수 있다는 것을 검출한다. 그러면, 버퍼 제어기(3710)는 이들을 다른 논리 버퍼(3740)로 전송하려고 시도할 수 있다. 채널(37353) 및 채널(37352)이 유사한 MCS 값을 가지기 때문에, 버퍼 제어기(3710)는 논리 버퍼(37402)로부터의 2개의 프레임을 논리 버퍼(37403)의 선두로 전송할 수 있다.
감지 동작은, 1차 사용자의 검출이 수행될 수 있도록, 장치가 무음으로 있을 것을 필요로 할 수 있다. 동작 채널들의 서브세트에 대해 각각의 무음 기간이 스케줄링되어 있는 경우, 그 채널들에 할당된 프레임은 지연을 경험할 수 있는데, 그 이유는 무음 기간 동안 전송이 허용되지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 버퍼 제어기(3710)는 그 채널들에 최초에 할당된 프레임을 재정렬할 수 있다. 상세한 프레임 재정렬 동작은 이용가능하지 않은 채널 경우와 유사할 수 있다.
전송 이전에, 프레임이 4개의 논리 버퍼(3740)에 걸쳐 균등하게 배포될 수 있다. 그렇지만, 상이한 채널로부터의 상이한 패킷 전송률에 의해, 어떤 버퍼는 과중할 수 있는 반면, 다른 버퍼는 가벼울 수 있다. PHY 채널(3735)의 효율적 사용을 위해, 버퍼 제어기(3710)는 각각의 논리 버퍼(3740)에서의 프레임의 수를 비교적 균등하게 유지할 수 있다. 이것은 어떤 버퍼는 거의 차 있는 반면 어떤 버퍼는 거의 비어 있고, 따라서 어떤 채널을 통해 송신될 프레임이 없는 반면 다른 채널을 통해 송신될 프레임이 너무 많을 수 있는 상황을 방지한다. 버퍼들에 걸쳐 프레임을 균등하게 배포하기 위해, 버퍼 제어기(3710)는 PHY 채널의 대응하는 버퍼가 보다 적은 프레임을 가지는 경우 PHY 채널에 대한 프레임을 보다 많이 발생하라고 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는 또한 PHY 채널의 대응하는 버퍼가 많은 프레임을 가지는 경우 PHY 채널에 대한 프레임을 보다 적게 발생하라고 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다.
논리 버퍼(3740)가 차 있거나 특정한 임계값 초과일 때, 버퍼 제어기(3710)는 대응하는 PHY 채널(3735)을 통해 전송하도록 설계된 프레임을 보다 적게 발생하라고 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다. 논리 버퍼(3740)가 비어 있거나 특정한 임계값 미만일 때, 버퍼 제어기(3710)는 대응하는 PHY 채널(3735)을 통해 전송하도록 설계된 프레임을 보다 많이 발생하라고 프레임 제어기(3715)에 알려줄 수 있다. 임계값은 프레임 발생률 또는 다른 인자에 의해 변할 수 있고, 이들이 또한 고정되어 있을 수 있다.
버퍼 제어기(3710)로부터 프레임 제어기(3715)로 송신되는 메시지는 AC ID, 채널 ID 및 증가하는 또는 감소하는 프레임 발생률의 표시자를 포함할 수 있다. 메시지 트리거는 버퍼 내의 프레임의 수가 임계값 초과인지 임계값 미만인지일 수 있다.
버퍼 제어기(3710)는, 버퍼 상태의 관점에서 보아, 채널 상태를 채널 모니터(3730)에 보고할 필요가 있을 수 있다. 이러한 보고는 1차 사용자의 조기 검출에 도움을 줄 수 있는데, 그 이유는 채널 보고가 비동기적인 스펙트럼 감지를 트리거할 수 있기 때문이다. 버퍼 제어기(3710)는 채널 상태를 보고할지 여부 및 언제 보고할지를 결정할 수 있다. 버퍼 제어기(3710)가 적용할 수 있는 어떤 기준은 채널을 통한 전송 횟수가 어떤 임계값 초과일 수 있는지, 채널을 통한 재전송률(retransmission rate)이 어떤 임계값 초과일 수 있는지, 또는 채널에서의 프레임 상실률(frame loss rate)이 어떤 임계값 초과인지이다. 상이한 AC에 대해 임계값이 상이할 수 있다.
어떤 PHY 채널(3735)이 이용가능하지 않게 되었다는 메시지를 채널 모니터(3730)로부터 수신할 때, 버퍼 제어기(3710)는 대응하는 논리 버퍼(3740)를 비울 수 있다. 새로운 PHY 채널(3735)이 이용가능하게 되었다는 것을 나타내는 메시지를 채널 모니터(3730)로부터 수신할 때, 버퍼 제어기(3710)는 이 PHY 채널(3735)에 대응하는 논리 버퍼를 생성할 수 있다.
QoS 제어기(3720) 및 CMF(3505)는 QoS 관련 정보를 버퍼 제어기(3710)에 제공할 수 있다. 이러한 정보는 관련 메시지의 전달이 특정한 요구사항을 만족시킨다는 것을 암시할 수 있다. 대응하는 메시지는 이 메시지 유형의 프레임 ID, 소스 주소 및 목적지 주소 등의 프레임 정보, 프레임의 최대 지연, 및 프레임의 최대 레이트를 포함할 수 있다.
무음 기간 스케줄러(3725)는 특정한 기간 동안 특정한 채널을 통해 전송하는 것을 중단하라고 버퍼 제어기(3710)에 알려줄 수 있다. 이 무음 기간은 스펙트럼 감지 동작이 1차 사용자를 검출하기 위한 것일 수 있다. 메시지 내용은 앞으로 나올 무음 기간의 지속기간, 무음화될 PHY 채널(3735)의 목록, 및 무음 기간의 시작 시간을 포함할 수 있다.
채널 모니터(3730)로부터의 버퍼 제어기(3710)로의 적어도 2가지 유형의 메시지가 있을 수 있다. 제1 메시지 유형은 채널 MCS 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 제1 메시지는 목적지 주소, 최대 4개의 채널 ID 및/또는 그의 주파수, 그리고 이들 채널의 MCS 인덱스를 포함할 수 있다. 제2 메시지 유형은 채널 구성 정보를 포함할 수 있다. 제2 메시지는 이전 채널 ID, 이전 채널의 주파수 범위 등의 이전 채널 정의, 새 채널 ID, 새 채널의 주파수 범위 등의 새 채널 정의, 및 채널이 1차 채널인지 여부를 나타낼 수 있는 1차 채널 표시자를 포함할 수 있다.
도 44는 버퍼 제어기(3710)에 의해 수행되는 예시적인 호 흐름 절차(4400)를 나타낸 것이다. 이 예에서, 버퍼 제어기(3710)는 먼저 모든 PHY 채널에 대한 MCS 정보(4405)를 채널 모니터(3730)로부터 수신할 수 있다. 버퍼 제어기(3710)는 이어서 그에 따라 논리 버퍼를 생성할 수 있다(4410). 버퍼 제어기가 프레임 제어기(3715)로부터 출력된 프레임 정보(4415)를 수신하면, 버퍼 제어기는, 프레임 길이 및 채널 MCS 정보에 기초하여, A-MPDU 프레임의 적당한 논리 버퍼로의 배포를 감독한다(4420). 성공적인 경쟁 시에, 버퍼 제어기(3710)는 프레임 전송 및 프레임 재정렬 프로세스를 스케줄링한다(4425). 버퍼 제어기는 또한 버퍼 상태를 프레임 제어기(3715)에 알려주고(4430), 보다 많은 프레임(A-MPDU)을 수신할 수 있으며(4435), 이는 버퍼 균형을 위한 것일 수 있다. 버퍼 제어기(3710)가 QoS 제어기(3720)로부터 QoS 정보(4440)를, 또는 CMF(3505)로부터 제어 메시지 QoS 정보(4445)를, 또는 무음 기간 스케줄러(3725)로부터 무음 기간 정보(4450)를 수신하면, 버퍼 제어기는 그에 따라 프레임 재정렬 및 프레임 전송을 스케줄링할 수 있다(4455). 버퍼 제어기(3710)가 낮은 처리율을 경험하는 어떤 채널을 검출하는 경우에, 버퍼 제어기는 채널 상태(채널 상태 좋지 않음 보고)를 채널 모니터(3730)에 보고할 수 있다. 채널 갱신 정보(4465)를 수신한 후에, 버퍼 제어기(3710)는 프레임 재정렬, 버퍼 제거, 및 버퍼 생성 동작(버퍼 재구성)을 수행할 수 있다(4470).
전술한 버퍼링 방식에 따르면, 프레임이 MAC 계층에서 수신되고 처리된 순서대로 프레임이 송신되지 않을 수 있다. 이것은 프레임이 유사한 공중파 지속기간을 가져야 한다는 설계 요구사항을 만족시키기 위한 것일 수 있다. 도 45에 도시된 바와 같이, 비순차적 프레임 전달의 주요 효과는 수신기측에 큰 버퍼가 있을 수 있다는 것인데, 그 이유는 수신기가 MSDU 단편을 처리하기 전에 이들을 모두 수신할 필요가 있을 수 있기 때문이다.
송신기측에서, 프레임의 최대 재전송 횟수에 도달되는 경우, MAC 계층에서의 프레임의 수명에 도달되는 경우, 또는 첫번째 전송 이후의 프레임의 수명에 도달되는 경우, 프레임이 버퍼로부터 제거될 수 있다. 유사한 동작이 수신기측에서 적용될 수 있다. 이것은 수신기측에서의 버퍼 요구사항을 감소시킬 수 있다. 게다가, QoS 요구사항으로 인한 프레임 재정렬은 프레임이 특정한 기간 내에 전달되도록 할 수 있고, 수신기 버퍼 크기 문제를 완화시킬 수 있다.
수신기 버퍼 크기 문제를 완화시키는 부가의 방식은 부가적인 프레임 재정렬 트리거를 부가하는 것을 포함한다. 버퍼 내의 프레임이 하나 이상의 소정의 조건을 만족시키는 경우, 프레임 재정렬 동작이 트리거될 수 있다. 다양한 파라미터를 조정함으로써, 대역폭 효율과 수신기 버퍼 크기 간의 절충이 조정될 수 있다.
IEEE 802.11n에서 다음과 같은 3가지 유형의 PPDU(physical layer protocol data unit) 프레임이 있다: 비HT(non-high throughput), HT-혼합(HT-mixed) 및 HT-그린필드(HT-greenfield). 5 MHz 대역폭 및 OFDM 변조가 가정되고, 이는 각각의 OFDM 심볼이 16 μs 지속된다는 것을 암시한다. 게다가, 간단함을 위해 3.2 μs의 보호 구간(guard interval)이 가정된다.
도 46은 PLCP 헤더(4602)를 포함하는 비HT PPDU 데이터 형식(4600)을 나타낸 것이다. PLCP 헤더는 L-STF(legacy short training field, 레거시 짧은 훈련 필드)(4605), L-LTF(legacy long training field, 레거시 긴 훈련 필드)(4610), 및 L-SIG(legacy signal, 레거시 신호) 필드(4615)를 포함할 수 있다. L-STF(4605)의 지속기간은 32 μs일 수 있고, 10개의 짧은 프리앰블을 포함할 수 있다. L-LTF(4620)는 2개의 긴 프리앰블 + 보호 구간을 포함할 수 있다. L-LTF(4610)의 지속기간도 역시 32 μs일 수 있다. L-SIG 필드(4615)는 TXVECTOR의 레이트 및 길이 필드를 포함할 수 있다. L-SIG 필드(4615)의 지속기간은 16 μs일 수 있다.
비HT PPDU 데이터 형식(4600)은 서비스 비트(service bit)(4625), MPDU(4630), 테일 비트(tail bit)(4635) 및 패드 비트(pad bit)(4640)를 포함할 수 있는 데이터 필드(4620)를 추가로 포함할 수 있다. 서비스 비트(4625)는 16 비트의 길이를 가질 수 있고, 테일 비트(4635)는 6 비트의 길이를 가질 수 있다. 패드 비트(4640)는 0부터 OFDM 심볼당 데이터 비트의 수까지 변할 수 있다. 전체 데이터 필드가 OFDM 심볼의 정수배이도록 하기 위해 이들 패드 비트(4640)가 적용될 수 있다. MPDU(4630)는 MAC 헤더(4645), MSDU(4650) 및 FCS 필드(4655)를 포함할 수 있다. MSDU 페이로드는 암호화 및 무결성 없이 18432 비트를 초과할 수 없다. MAC 헤더(4645)는 208 비트의 길이를 가질 수 있고, FCS 필드(4655)는 32 비트의 길이를 가질 수 있다.
MAC 헤더(4645)의 일반 형식이 도 47에 예시되어 있다. MAC 헤더(4645)는 다음과 같은 서브필드 - 프로토콜 버전, 유형, 서브유형, DS(distribution stream, 배포 스트림)로, DS로부터, 추가 단편, 재시도, 전력 관리, 추가 데이터, 보호된 프레임 및 순서 - 로 이루어져 있을 수 있는 16 비트 길이의 프레임 제어 필드(4705)를 포함할 수 있다.
MAC 헤더(4645)는 길이가 16 비트일 수 있는 지속기간/ID 필드(4710)를 포함할 수 있다. 그의 내용은 프레임 유형 및 서브유형에 따라 변할 수 있다.
MAC 헤더(4645)는 BSSID(basic service set identification, 기본 서비스 세트 ID), SA(source address, 소스 주소), DA(destination address, 목적지 주소) 및 TA(transmitting STA address, 전송측 STA 주소) 그리고 RA(receiving WTRU address, 수신측 WTRU 주소)를 나타내는 데 사용될 수 있는 복수의 주소 필드(4715)를 포함할 수 있다. 각각의 주소 필드(4715)는 길이가 48 비트일 수 있다. MAC 헤더(4645)는 적어도 2개의 서브필드 - 순서 번호 및 단편 번호(fragment number) - 를 포함하는 길이가 16 비트일 수 있는 시퀀스 제어 필드(sequence control field)(4720)를 포함할 수 있다. MAC 헤더(4645)는 프레임이 속하는 TC(traffic category, 트래픽 카테고리) 또는 TGS(traffic stream, 트래픽 스트림)를 식별해주는 16-비트 필드일 수 있는 QoS 제어 필드(4725), 및 프레임 유형 및 서브유형에 따라 변할 수 있는 프레임에 관한 다양한 다른 QoS 관련 정보를 포함할 수 있다.
주소 필드(47154)는 AP간 통신 경우에서만 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 주소 필드(47154)가 사용되지 않을 수 있다. QoS 제어 필드(4725)가 데이터 프레임에 대해서는 사용될 수 있지만, 관리 프레임에 대해서는 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 요약하면, MAC 헤더(4645)는 데이터 프레임에 대해서는 길이가 208 비트일 수 있고, 관리 프레임에 대해서는 길이가 192 비트일 수 있다.
도 48은 L-STF(4805), L-LTF(4810) 및 L-SIG 필드(4815)를 포함하는 PLCP 헤더(4802)를 포함하는 HT-혼합 PPDU 데이터 형식(4800)을 나타낸 것이다. HT-혼합 PPDU 데이터 형식(4800)의 PLCP 헤더(4802)는 HT-SIG 필드(4820), HT-STF 필드(4825) 및 복수의 HT-LTF(48301 - 4830N)를 추가로 포함할 수 있다. HT-SIG 필드(4820)는 HT 패킷 형식을 해석하는 데 필요한 정보를 전달하는 데 사용될 수 있다. HT-SIG 필드(4820)의 지속기간은 32 μs일 수 있다. HT-STF(4825)의 한가지 목적은 MIMO 시스템에서 자동 이득 제어 추정을 향상시키는 것일 수 있다. HT-STF 필드(4825)의 지속기간은 16 μs일 수 있다. HT-LTF 필드(4830)는 수신기가 한 세트의 QAM(quadrature amplitude modulation, 직교 진폭 변조) 매퍼 출력과 수신 체인 사이의 MIMO 채널을 추정하는 수단을 제공할 수 있다. 적어도 2가지 유형의 HT-LTF 필드(4830) - HT-DLTF(data HT-LTF, 데이터 HT-LTF) 및 HT-ELTF(extension HT-LTF, 확장 HT-LTF) - 가 있을 수 있다. 수신기가 프레임의 데이터 부분을 복조할 수 있게 해주는 채널 추정치를 수신기가 형성하는 데 필요한 참조를 제공하기 위해 HT-DLTF는 HT PPDU에 포함되어 있을 수 있다. HT-DLTF의 수는, 프레임에서 전송되고 있는 공간-시간 스트림의 수에 따라, 1, 2 또는 4일 수 있다. HT-ELTF는 PPDU를 사운딩하는 데 있어서의 부가의 참조를 제공할 수 있고, 따라서 수신기는 프레임의 데이터 부분에 의해 사용되는 것 이외의 부가의 차원의 채널 추정치를 형성할 수 있다. HT-ELTF의 수는 0, 1, 2 또는 4일 수 있다. 일 실시예에서, HT-DLTF의 수는 1일 수 있고, HT-ELTF의 수는 0일 수 있다.
HT-혼합 PPDU 데이터 형식(4800)은 서비스 비트(4840), A-MPDU(4845), 테일 비트(4850) 및 패드 비트(4855)를 포함할 수 있는 데이터 필드(4835)를 추가로 포함할 수 있다. A-MPDU(4845)는 MAC 헤더(4860), A-MSDU(4865) 및 FCS 필드(4870)를 포함할 수 있다.
MAC 헤더(4860)의 일반 형식이 도 49에 예시되어 있다. MAC 헤더(4860)는 다음과 같은 서브필드 - 프로토콜 버전, 유형, 서브유형, DS(distribution stream)로, DS로부터, 추가 단편, 재시도, 전력 관리, 추가 데이터, 보호된 프레임 및 순서 - 로 이루어져 있을 수 있는 16 비트 길이의 프레임 제어 필드(4905)를 포함할 수 있다.
MAC 헤더(4860)는 길이가 16 비트일 수 있는 지속기간/ID 필드(4910)를 포함할 수 있다. 그의 내용은 프레임 유형 및 서브유형에 따라 변할 수 있다.
MAC 헤더(4860)는 BSSID(basic service set identification), SA(source address), DA(destination address) 및 TA(transmitting STA address) 그리고 RA(receiving WTRU address)를 나타내는 데 사용될 수 있는 복수의 주소 필드(4915)를 포함할 수 있다. 각각의 주소 필드(4915)는 길이가 48 비트일 수 있다. MAC 헤더(4860)는 적어도 2개의 서브필드 - 순서 번호 및 단편 번호(fragment number) - 를 포함하는 길이가 16 비트일 수 있는 시퀀스 제어 필드(sequence control field)(4920)를 포함할 수 있다. MAC 헤더(4860)는 프레임이 속하는 TC(traffic category) 또는 TGS(traffic stream)를 식별해주는 16-비트 필드일 수 있는 QoS 제어 필드(4925), 및 프레임 유형 및 서브유형에 따라 변할 수 있는 프레임에 관한 다양한 다른 QoS 관련 정보를 포함할 수 있다.
주소 필드(49154)는 AP간 통신 경우에서만 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 주소 필드(49154)가 사용되지 않을 수 있다. QoS 제어 필드(4925)가 데이터 프레임에 대해서는 사용될 수 있지만, 관리 프레임에 대해서는 사용되지 않을 수 있다. 따라서, 요약하면, MAC 헤더(4860)는 데이터 프레임에 대해서는 길이가 208 비트일 수 있고, 관리 프레임에 대해서는 길이가 192 비트일 수 있다.
HT PPDU에 대한 MAC 헤더(4860)는 길이가 32 비트일 수 있고 특정한 HT 관련 정보를 지정하는 데 사용될 수 있는 HT-제어 필드(4930)를 가질 수 있다. 요약하면, MAC 헤더(4860)는 데이터 프레임에 대해서는 길이가 240 비트일 수 있고, 관리 프레임에 대해서는 길이가 224 비트일 수 있다.
HT-그린필드 PPDU 데이터 형식(5000)이 도 50에 도시되어 있다. HT-GF-STF(HT-greenfield short training field, HT-그린필드 짧은 훈련 필드)(5005)는 비HT PPDU 형식(4600) 및 HT-혼합 PPDU 데이터 형식(4800)에서의 L-STF의 대체물로서 적용될 수 있다. 그의 지속기간은 32 μs일 수 있다. 첫번째 HT-LTF1(first HT long training field, HT 긴 훈련 필드)(5010)는 비HT PPDU 형식 및 HT-혼합 PPDU 형식에서의 L-LTF의 대체물로서 적용될 수 있다. HT-그린필드 PPDU 데이터 형식에서의 다른 필드들은 HT-혼합 PPDU 데이터 형식에서의 대응하는 필드와 유사할 수 있다.
도 51은 프레임 제어기(3715)에 대한 예시적인 호 흐름 절차(5100)를 나타낸 것이다. 이 예에서, 프레임 제어기(3715)는 먼저 채널 모니터(3730)로부터 채널 MCS 정보(5105)를 수신한다. 이들 MCS 값에 기초하여, 프레임 제어기(3715)는 모든 프레임의 공중파 지속기간을 결정할 수 있다(5110). 공중파 지속기간의 결정은 또한 응용의 평균 프레임 길이 등의 응용에 의존할 수 있다. 보다 나은 상태를 갖는 채널은 보다 높은 MCS 값을 가지며, 따라서 보다 작은 공중파 지속기간을 가질 수 있다.
공중파 지속기간의 결정 이후에, 프레임 제어기(3715)는 버퍼 제어기(3710)로부터 버퍼 상태 정보(5115)를 수신할 수 있다. 모든 버퍼가 처음에 비어 있을 수 있기 때문에, 프레임 제어기(3715)는 라운드 로빈 방식으로 상이한 PHY 채널(3735)에 대해 프레임을 발생하기로 결정할 수 있다. 한 예에서, 프레임 제어기(3715)는 PHY 채널(37351)에 대한 프레임을 발생하기로 결정할 수 있다(5120). PHY 채널(37351)의 MCS 값 및 공중파 지속기간에 기초하여, 프레임 제어기(3715)는 페이로드 길이를 계산할 수 있고(5125), 따라서 얻어지는 PPDU 프레임이 PHY 채널(37351)을 통해 전송되는 경우, 전송 지속기간이 공중파 지속기간과 일치한다. 페이로드 길이를 결정한 후에, 프레임 제어기(3715)는 그 길이의 프레임을 발생하기 위해 A-MSDU 통합 유닛(3760), 단편화 유닛(3765) 및 A-MPDU 통합 유닛(3775)을 제어하려고 시도할 수 있다(5130). 일 실시예에서, 어떤 시간 후에, A-MPDU 정보를 버퍼 제어기로 송신한 것(5135)에 응답하여, 프레임 제어기(3715)가 갱신된 버퍼 상태 정보를 버퍼 제어기(3710)로부터 수신하는 경우(5140), 프레임 제어기는 또 다시 상이한 PHY 채널(3735)에 대한 프레임을 발생하고(5145), 페이로드 길이를 계산하며(5150), 그 길이의 프레임을 발생하기 위해 A-MSDU 통합 유닛(3760), 단편화 유닛(3765) 및 A-MPDU 통합 유닛(3775)을 제어하기로 결정할 수 있다(5155).
페이로드는 특정한 PHY 채널(3735)에서 특정한 공중파 지속기간을 달성하기 위해 이하의 페이로드 길이 계산에서의 MSDU 길이를 말한다. 사전 지정된 공중파 지속기간이 T μs인 것으로 가정될 수 있다.
MCS 정보를 사용하여, 프레임 제어기(3715)는 먼저 OFDM 심볼당 대응하는 데이터 비트를 찾아낼 수 있다. 도 52는 변조 및 코딩률 대 OFDM 심볼당 데이터 비트 간의 매핑은 물론, OFDM 심볼당 코딩된 비트 및 비HT PPDU 프레임에 대한 데이터 레이트를 나타낸 것이다.
제1 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 QPSK 변조 및 3/4 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. 도 46에 도시된 바와 같이, PLCP 헤더(4602)가 80 μs 걸리고, 서비스 비트(4625), (데이터 프레임에 대한) MAC 헤더(4645), FCS 필드(4655) 및 테일 비트(4635)의 합이 262 비트인 것으로 추가로 가정될 수 있다. 도 52로부터, OFDM 심볼당 데이터 비트는 72이다. 5 MHz 대역폭에 대해 심볼 지속기간이 16 μs인 것으로 가정하면, 공중파 지속기간 T는
Figure 112013052179204-pct00001
(식 6)
이고, 여기서 x는 페이로드 길이이다.
제2 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 16-QAM 변조 및 1/2 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. 도 52로부터, OFDM 심볼당 데이터 비트는 96이다. 따라서, 공중파 지속기간 T가 다음과 같이 페이로드 길이 x를 사용하여 계산된다:
Figure 112013052179204-pct00002
(식 7)
식 6 및 식 7에서의 계산은 비HT PPDU 프레임에 대한 것이다. HT-혼합 PPDU 프레임 및 HT-그린필드 PPDU 프레임에 대해서는, 변조 및 코딩률 대 OFDM 심볼당 데이터 비트 간의 매핑은 물론, OFDM 심볼당 코딩된 비트 및 비HT PPDU 프레임에 대한 데이터 레이트가 상이할 수 있다. 제안된 매핑이 도 53에 제시되어 있다.
제3 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 QPSK 변조 및 3/4 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. 도 48에 도시된 바와 같이, PLCP 헤더(4802)가 144 μs 걸리고, 서비스 비트(4840), (데이터 프레임에 대한) MAC 헤더(4860), FCS 필드(4870) 및 테일 비트(4850)의 합이 294 비트인 것으로 추가로 가정될 수 있다. 도 53으로부터, OFDM 심볼당 데이터 비트는 78이다. 5 MHz 대역폭에 대해 심볼 지속기간이 16 μs인 것으로 가정하면, 공중파 지속기간은 다음과 같다:
Figure 112013052179204-pct00003
(식 8)
제4 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 64-QAM 변조 및 3/4 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. 도 53으로부터, OFDM 심볼당 데이터 비트는 234이다. 따라서, 공중파 지속기간 T는 다음과 같이 페이로드 길이를 사용함으로써 계산될 수 있다:
Figure 112013052179204-pct00004
(식 9)
IEEE 802.11n은 MAC 오버헤드를 감소시키고 원시 데이터 레이트를 증가시키기 위해 MSDU 통합 및 MPDU 통합을 지원한다. PPDU의 A-MPDU(5400)의 구성이 도 54에 도시되어 있다. A-MPDU(5400)는 복수의 A-MPDU 서브프레임(54051, 54052, …, 5405n)을 포함할 수 있다. 각각의 A-MPDU 서브프레임(5405)는 MPDU 구분자(5410), MPDU(5415) 및 패딩 비트(5420)를 포함할 수 있다. MPDU 구분자(5410)는 2-바이트 길이를 가질 수 있고, 패딩 비트(5420)는 0부터 3 바이트까지 변할 수 있다.
MPDU(5415)는 30 바이트의 MAC 헤더(5425), 복수의 A-MSDU 서브프레임(54301 - 5430m), 및 4 바이트의 FCS 필드(5435)를 포함할 수 있다. 각각의 A-MSDU 서브프레임(5430)은 6 바이트의 DA(5440), 2 바이트의 길이 필드(5450), MSDU(5455) 및 패딩 바이트(5460)를 포함할 수 있다. 패딩 바이트(5460)는 A-MSDU 서브프레임(5430)이 4 바이트의 배수일 수 있도록 되어 있을 수 있다. 따라서, 패딩 바이트(5460)는 0 바이트부터 3 바이트까지 변할 수 있다. MSDU(5455)가 2304 바이트 미만일 수 있기 때문에, A-MSDU 서브프레임(5430)은 2320 바이트 미만일 수 있다. MPDU(5415)는 암호화 및 무결성 없이 4095 바이트 미만일 수 있다. 30-바이트 MAC 헤더(5425) 및 4-바이트 FCS 필드(5435)에 의해, MPDU(5415)에서의 A-MSDU 서브프레임(5430)의 총 길이는 4061 바이트 미만일 수 있다. MPDU(5415)가 4095 바이트 미만일 수 있기 때문에, A-MPDU 서브프레임(5405)의 최대 길이는 4100 바이트 미만일 수 있다. 따라서, A-MPDU(5400)의 총 길이는 65535 바이트 미만일 수 있다.
제5 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 QPSK 변조 및 3/4 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. MSDU들은 동일한 길이를 가지며, 4 바이트의 배수이다. 프레임 제어기(3715)가 MPDU들을 통합하는 동안, 어떤 A-MSDU 동작도 없을 수 있다.
도 54에 도시된 예에서, MAC 헤더(5425), MPDU 구분자(5410) 및 FCS 필드(5435)의 비트의 합은 288 비트이다. 이 예에서, 공중파 지속기간 T는 다음과 같다:
Figure 112013052179204-pct00005
(식 10)
제5 예로서, 프레임 제어기(3715)가 데이터 프레임에 대해 동작하고 있고, 특정한 채널이 64-QAM 변조 및 3/4 코딩률을 적용하고 있는 것으로 가정될 수 있다. 서비스 비트 + 테일 비트가 22 비트의 길이를 가지며, MAC 헤더(5425), MPDU 구분자(5410) 및 FCS 필드(5435)의 비트의 합이 288 비트인 것으로 가정될 수 있다. 도 53으로부터, OFDM 심볼당 데이터 비트는 234이다. 따라서, 공중파 지속기간 T는 다음과 같다:
Figure 112013052179204-pct00006
(식 11)
도 55a 및 도 55b에 도시된 대안의 실시예에서, 개별적인 버퍼와 액세스 카테고리에서의 각각의 물리 채널 간의 연관이 제거될 수 있다. 그 대신에, 전송될 프레임을 상이한 길이 그룹으로 분할하기 위해 한 세트의 버퍼가 사용될 수 있다. 기술된 실시예에서, 액세스 카테고리별로 3개의 버퍼가 사용되고 있지만, 상이한 수의 버퍼도 역시 가능할 수 있다.
이 실시예에서, 도 55b에 도시된 바와 같이, 스케줄러(5500)가 부가된 것을 제외하고는, 기능 블록도의 나머지는 도 37과 유사할 수 있다. 이 대안의 설계에서, 버퍼 제어기(3710)는 이전의 설계에서와 같이 전송될 비교적 동일한 수의 프레임을 논리 버퍼(3740)에 유지하기 위해 각각의 액세스 카테고리에서의 논리 버퍼(3740)를 관리할 수 있다. 이 경우에, 논리 버퍼(3740)는 프레임의 길이의 서브세트에 대응할 수 있다. 논리 버퍼(37401)는 모두 짧은 프레임을 포함할 수 있고, 논리 버퍼(37402)는 모두 중간 크기의 프레임을 포함할 수 있으며, 논리 버퍼(37403)는 모두 긴 프레임을 포함할 수 있다. 스케줄러(5500)의 역할은 각각의 개별적인 TXOP 동안 각각의 물리 채널을 통해 전송할 적절한 크기의 프레임을 선택하는 것일 수 있다. 이 선택은 프레임이 선택되는 버퍼 및 특정한 시각에서의 채널 품질에 기초할 수 있다. 이러한 방식으로, (제한된 수의 버퍼의 사용으로 인해) 채널 사용의 효율성이 약간 상실되지만 전송 길이가 대략 같다는 가정이 유지될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 대략 같은 길이의 전송이 전송 체인에서 스케줄러(5500) 이후에 위치하는 MPDU 통합 블록에 의해 보장될 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(5500)는 한 세트의 기준을 사용하여 각각의 전송 기간 동안 3개의 버퍼로부터 4개의 프레임을 선택할 수 있다.
특정한 전송 시간에서, 스케줄러(5500)는 각각의 버퍼의 선두에 있는 프레임을 검사하고, 가장 작은 '생존 시간(time to live)'을 가지는 프레임을 선택하는 것으로 시작할 수 있다. 이 선택은 QoS 제어기(3720)로부터 수신될 수 있는 QoS에 대한 고려사항과 관련하여 수행될 수 있다. 그 대신에 고우선순위 프레임이 송신될 필요가 있는 경우에, 논리 버퍼(3740)의 선두에 있는 프레임은 그 다음 전송 기회를 기다릴 수 있다.
선택된 프레임이, 그 프레임에 대한 올바른 전송의 확률을 최대화하기 위해, 재전송 및 지연 통계 등의 최근의 채널 품질 정보에 기초하여, 채널에 매핑될 수 있다.
나머지 채널은 모든 채널에서 대략 같은 전송 시간을 갖도록 프레임을 할당받을 수 있다. 이것은 각각의 채널 상태와 일치하도록 적절한 논리 버퍼(3740)로부터 프레임을 선택하는 것을 통해 수행될 수 있다. 이 프레임 할당 동안, 1차 CSMA 규칙이 여전히 고려될 수 있다.
버퍼 제어기(3710)는, 재정렬을 제외하고는, 그의 전술한 작업을 계속 수행할 수 있고, 여기서 재정렬은 단지 상위 우선순위 프레임을 동일한 버퍼 내에서 각각의 버퍼의 선두로 이동시키기 위해 적용될 수 있다. 하나의 버퍼로부터 다른 버퍼로 프레임을 재정렬할 필요성이 제거될 수 있다. 그에 부가하여, PHY 채널에 특정하여 접속되지 않을 수 있는 상이한 수의 프레임의 존재를 고려하기 위해 버퍼 생성이 수정될 수 있다.
이 실시예는 하나의 버퍼로부터 다른 버퍼로의 패킷 재정렬의 필요성을 없애줄 수 있는데, 그 이유는 스케줄러(5500)가 각각의 TXOP에서 각각의 PHY 채널을 통해 전송될 패킷을 동적으로 선택할 수 있기 때문이다.
이 실시예는 패킷 재정렬 동안 일어나는 채널 비효율을 제거할 수 있다. 상이한 PHY 채널에 따라 조정될 수 있는 길이로 생성된 패킷으로 인해, 재정렬될 때에 비효율이 생길 수 있다. 도 55b에서의 스케줄러(5500)가 대략 같은 길이의 전송을 달성하기 위해 패킷을 동적으로 선택할 수 있기 때문에, 효율성이 모든 TXOP에서 동일할 수 있다.
이 실시예는 특정한 PHY 채널에서의 문제점에 신속하게 반응할 수 있다. 상세하게는, PHY 채널이 다수의 재전송 또는 오류 등의 문제점을 가지고 있는 경우, 스케줄러(5500)는, 문제가 있는 PHY 채널로 인해 이미 지연을 겪은 그 프레임에 대한 전송 시간을 감소시키기 위해, 프레임이 상이한 PHY 채널로 송신될 수 있도록 할 수 있다. 따라서, 스케줄러(5500)는 TXOP에 기초하여 프레임에 대한 PHY 채널을 동적으로 변경함으로써 일종의 채널 다이버시티를 가능하게 해줄 수 있다.
상위 계층(예컨대, IP)에서의 수신기 버퍼의 크기가 감소될 수 있는데, 그 이유는 스케줄러(5500)가 IP 단편으로부터의 프레임이 최소의 전체 지연으로 송신될 수 있게 해줄 수 있기 때문이다. 이 결과, 보다 낮은 종단간 지연이 얻어질 수 있다. 게다가, 채널 응답의 변화가 처리될 수 있는데, 그 이유는 주어진 때에 채널에 독립적인 길이를 갖는 프레임이 생성되기 때문이다.
1차 CSMA 방식을 사용하여 통합된 채널과 관련하여 전송 오류가 처리될 수 있다. 재전송은, 예를 들어, 다음과 같은 3가지 방식으로 수행될 수 있다: 1) MPDU가 하나의 채널에서 재전송될 수 있는 단일 MPDU 전송; 2) MPDU가 모든 통합된 채널에서 반복하여 전송될 수 있는 다중 채널에서의 MPDU; 및/또는 3) 다중 채널에 걸친 재단편화. 마지막 옵션의 경우, 실패한 MPDU가 분할될 수 있고, 단편의 일부 및 실패한 MPDU를 나타내기 위해 부가적인 MAC 헤더가 부가될 수 있다. 수신기는 모든 초핑된 단편(chopped fragment)을 재조립할 필요가 있을 수 있다. 이들 옵션 각각은 부가의 복잡도를 유입시킬 수 있다. 그에 부가하여, 이는 데이터 메시지와 오버헤드의 비와 관련하여 효율적이지 않을 수 있다. 이하의 설명에서, ACK를 필요로 할 수 있는 전송에 중점을 두고 있다. ACK가 필요하지 않은 경우, 재전송이 필요하지 않을 수 있다.
4개의 통합된 채널을 통해 동시에 전송되는 모든 패킷널이 동일한 AC에 속하는 것으로 가정될 수 있다. 이와 같이, 이하에서 기술되는 알고리즘은 통합된 채널을 통해 동시에 전송되는 상이한 AC를 갖는 패킷을 지원하지 않을 수 있다. 각각의 AC가 그 자신의 버퍼를 가지는 것으로 가정될 수 있다. 또한, 각각의 AC는 매체 경쟁에 대한 백오프 절차를 유지하기 위해 그의 EDCAF와 연관되어 있을 수 있다. 성공적인 경쟁 시에, AC의 EDCAF는 이 카테고리의 MPDU의 전송을 위한 EDCA TXOP를 부여받을 수 있다. 상이한 AC에 대한 경쟁 윈도우 크기 및 최대 TXOP 지속기간이 상이할 수 있다.
2개의 상이한 버퍼링 옵션이 있을 수 있다. 도 56에 도시된 바와 같이, 제1 버퍼링 옵션은 각각의 채널이 단일 인스턴트 버퍼(instant buffer)와 연관되어 있는 것으로 가정할 수 있다. 각각의 AC에 대해, 단지 하나의 버퍼만이 있을 수 있다. 채널 사용의 효율성을 향상시키기 위해, 이상에서 기술한 1차 채널 마지막 종료 기법이 이 구현에서 사용되는 경우, 비1차 채널에서의 프레임의 전송 시간이 유사할 수 있다. 1차 채널에서 전송이 끝나기 전에 비1차 채널에서의 유휴 기간이 너무 크지 않을 수 있다. 비1차 채널과 1차 채널에서의 전송 시간 사이의 가장 큰 간극이 특정한 값보다 작을 수 있다[예를 들어, largest_gap<AIFS (AC)]. 앞서 기술한 바와 같이 공통 가상 감지 기법이 구현되는 경우, 프레임 할당이 수행될 대 1차 채널이 마지막으로 끝나도록 보증할 필요가 없을 수 있다.
버퍼는, 프레임이 성공적으로 전달되기 전에, 대응하는 채널을 통해 전송되기로 스케줄링되어 있는 프레임을 저장할 수 있다. 물리 채널에 할당되기 전에, 완전한 MPDU를 만들기 위해 전송될 프레임에 MAC 헤더 및 CRC가 부가될 수 있고, 전송될 프레임이 각각의 채널에서의 그 다음 전송을 위한 MPDU만을 저장할 수 있는 인스턴트 버퍼에 머무를 수 있다.
도 57a 및 도 57b에 도시된 바와 같이, 제2 버퍼링 옵션은 각각의 AC가 개별적인 버퍼를 가질 수 있도록 구현될 수 있고, 이 경우 상이한 프레임이 각각의 채널에 할당된다. 각각의 AC에서, 4개의 채널에 각각 대응하는 4개의 논리 버퍼가 있을 수 있다. 이들 버퍼 구현 둘 다에 대한 재전송 기법이 유사할 수 있고, 본 명세서에 기술되어 있다.
고우선순위 제어 메시지의 재전송은 데이터 메시지 또는 중간 내지 저우선순위 제어 메시지와 상이할 수 있다. 고우선순위 제어 메시지(예를 들어, 채널 전환 등)는 첫번째 전송에서 버퍼에 큐잉되지 않을 수 있다. 고우선순위 제어 메시지의 전송은 강건성을 향상시키기 위해 4개의 채널을 통해 반복하여 전송될 수 있다. 따라서, 고우선순위 제어 메시지의 재전송 확률이 보다 낮을 수 있다. 4개의 채널을 통해 수신되는 ACK가 없을 때, 고우선순위 제어 메시지가 재전송될 수 있다. 이러한 경우에, 재전송을 위해 백오프 윈도우가 증가될 수 있다. 고우선순위 제어 메시지 전달을 위해 사용되는 상이한 전송 방식은 상이한 재전송 방식을 가져올 수 있다. 예를 들어, WTRU에 의해 전달되는 메시지에 대해: 1) 최상위 AC에서 전송된 메시지에 대해, 실패한 MPDU는 버퍼의 선두에 머무를 수 있고, TXOP를 또 다시 획득하면 재전송될 수 있고; IEEE 802.11에 나타낸 바와 같이, 경쟁 윈도우가 2배로 될 수 있으며; 및/또는 2) 하위 AC에서 전송된 메시지에 대해, 메시지는 최상위 AC의 선두로 이동되고 재전송에서 최상위 AC를 통해 전송될 수 있다.
다른 예로서, AP에 의해 전달되는 메시지에 대해, 첫번째 재전송에 대한 CW(contention window, 경쟁 윈도우)는 CWmin으로서 설정될 수 있고, 두번째 전송에 대해 2배로 될 수 있다. 각각의 재전송에 대해, 경쟁 윈도우는 CWmax에 도달할 때까지 IEEE 802.11에서와 같이 2배로 될 수 있다. 예를 들어, CWmin 및 CWmax는 최상위 AC에 대한 것으로서 설정될 수 있고, 여기서 CWmin은 7(슬롯 시간)일 수 있고 CWmax는 15(슬롯 시간)일 수 있다.
중간 및 저우선순위 제어 메시지의 재전송의 경우, EDCAF가 호출되는 경우, 중간 및 저우선순위 제어 메시지가 하나의 AC에서 전송될 수 있다. MPDU의 전송이 1차 채널에서 실패하는 경우, 다양한 옵션이 다음과 같이 구현될 수 있다. 제1 옵션에서, TXOP 전송이 종료될 수 있고, 백오프 절차가 호출될 수 있다. 모든 프레임이 최초의 프레임으로서 유지될 수 있다.
다른 대안으로서 또는 그에 부가하여, 제2 옵션에서, 제1 옵션이 사용되는 경우, 이는 1차 채널의 인스턴트 버퍼에 머무를 수 있고 현재의 TXOP가 끝날 때까지 이 패킷을 목적지로 송신하는 것을 반복할 수 있다. 이어서, 수신기의 1차 채널은, 모든 프레임이 비1차 채널에 할당되도록 하기 위해, 이 정보에 관한 피드백을 버퍼 제어기(3710)에 제공할 필요가 있을 수 있다. 1차 채널 마지막 종료 기법이 구현되는 경우, 1차 채널에서의 전송이 마지막으로 종료하도록 하기 위해, 실패한 MPDU가 보다 나은 채널 상태를 갖는 비1차 채널들 중 하나로 이동될 수 있다. 1차 채널 마지막 종료 기법이 구현되지 않는 경우, 실패한 MPDU는 비1차 채널들 중 임의의 것, 예를 들어, 4차 채널로 이동될 수 있다. 1차 채널에 대해 어떤 새로운 MPDU도 패킹되지 않을 수 있다. 이 실패한 전송이 이 TXOP에서의 마지막 전송인 경우, 실패한 MPDU는 1차 채널의 인스턴트 버퍼에 머무를 수 있고, 이 EDCAF가 그 다음 TXOP 동안 다시 채널을 획득할 때 전송될 수 있다. 도 58은 1차 채널에서 전송이 실패한 재전송 예를 나타낸 것이다.
MPDU의 전송이 비1차 채널에서 실패하는 경우, 2가지 시나리오가 있을 수 있다. 첫째, 모든 채널에 어떤 새로운 프레임도 할당되지 않을 수 있다. 한 예에서, 비1차 채널에서의 단지 하나의 전송이 실패했을 수 있다. TXOP가 종료되지 않는 경우, 재전송 MPDU가 1차 채널의 버퍼로 이동되고 1차 채널에서 전송될 수 있다. 이 TXOP가 종료되는 경우, 재전송 패킷이 동일한 인스턴트 버퍼에 머무를 수 있고, 그 다음 TXOP에서 전송될 수 있다. 도 59는 4차 채널에서 전송이 실패한 재전송 예를 나타낸 것이다.
다른 예에서, 비1차 채널에서의 적어도 2개의 전송이 실패했다. TXOP가 종료되지 않는 경우, 재전송 MPDU들 중 하나가 1차 채널로 이동될 수 있고, 다른 재전송 MPDU들이 동일한 버퍼에 남아 있을 수 있다. 1차 채널에서 전송이 끝나는 경우, 재전송된 MPDU가 이동될 수 있다. 이것은 다른 채널보다 1차 채널에서 더 많은 전송 시간을 필요로 할 수 있다. 다른 대안으로서, 모든 재전송 MPDU들이 1차 채널에 위치될 수 있다. 공통 가상 감지 기법이 구현되는 경우, 실패한 MPDU들 중 임의의 것이 1차 채널로 이동되고 1차 채널에서 재전송될 수 있다. TXOP가 종료되는 경우, 모든 재전송 MPDU들이 동일한 인스턴트 버퍼에 남아 있을 수 있고, 그 다음 TXOP까지 동일한 채널에서 전송될 수 있다.
프레임이 TXOP가 종료된 1차 채널에 할당되는 경우, 그 다음 TXOP까지, 그의 수명이 만료될 때까지 또는 재시도 횟수 한계에 도달될 때까지, 재전송 MPDU가 그의 최초 위치(인스턴트 버퍼 또는 비1차 채널의 논리 버퍼)에 남아 있을 수 있다. TXOP가 종료되지 않는 경우, 동일한 채널에서 전송이 계속될 수 있다. 실패한 MPDU가 동일한 채널을 통해 재전송될 수 있다. 보다 긴 프레임이 1차 채널을 통해 전송될 필요가 있을 수 있고, 앞서 기술한 ACK 절차가 구현되는 경우, 1차 채널을 통한 전송이 마지막으로 끝나도록 보장될 필요가 있을 수 있다. 그렇지 않은 경우, 보다 긴 프레임이 1차 채널에서 전송될 필요가 없을 수 있다.
다른 대안으로서, 장애가 있는 채널(들)에서의 전송이 종료될 수 있다. 이 TXOP 내에서, 재전송된 MPDU가 다른 인스턴트 버퍼 또는 논리 버퍼로 이동되고 유사한 채널 상태를 갖는 채널에서 전송될 수 있다.
다른 대안으로서, 재전송된 MPDU가 그 다음 TXOP까지 최초의 인스턴트 버퍼 또는 논리 버퍼에 머무를 수 있다. 이 MPDU가 특정한 시간보다 더 오래 버퍼에 머무르는 경우, 이는 유사한 채널 상태를 갖는 다른 채널로 이동될 수 있다.
통합된 채널 전송에서, 전송을 위한 경쟁 윈도우가 다음과 같이 구현될 수 있다: 1차 채널이 실패하는 경우, 경쟁 윈도우가 2배로 될 수 있다. 비1차 채널이 실패하는 경우, 및 적어도 하나의 재전송 MPDU가 적어도 하나의 채널에 존재하는 경우, 이 전송을 위한 경쟁 윈도우가 2배로 될 수 있다. 모든 비1차 채널이 재전송인 경우, 경쟁 윈도우가 2배로 될 수 있다. 2개 이상의 재전송된 MPDU가 2개 이상의 채널에 존재하는 경우, 이 전송을 위한 경쟁 윈도우가 2배로 될 수 있다.
STA가 PHY-TXend.confirm에서 시작하여 SIFSTime + SlotTime + PHY-RX-START-Delay의 값을 갖는 ACKTimeout 구간 동안 기다릴 수 있도록 수정된 ACKTimeOut 구간이 사용될 수 있다. 통합된 채널 구현예에서, ACKTimeOut 구간이 수정될 필요가 있을 수 있다. 1차 채널 마지막 종료 기법이 구현되는 경우, 각각의 채널에 대한 ACKTimeOut 구간의 값이 (XMIT_TIME_PRIMARY - packet _xmit_time) + SIFSTime + SlotTime + PHY-RX-START-Delay로서 수정될 수 있고, 여기서 XMIT_TIME_PRIMARY는 1차 채널에서의 MPDU 전송 시간일 수 있으며 packet_xmit_time은 그 채널에서의 MPDU 전송 시간이다.
공통 가상 감지 기법이 구현되는 경우, 각각의 채널에 대한 수정된 ACKTimeOut 구간의 값은 (MAX_XMIT_ TIME - packet _xmit_time) + SIFSTime + SlotTime + PHY-RX-START-Delay일 수 있고, 여기서 MAX_XMIT_TIME은 통합된 채널에서의 가장 긴 전송 시간일 수 있다.
실시예
1. 노드가 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널을 사용하여 불연속 스펙트럼을 통해 통신하기 위해 채널 통합을 수행하는 방법으로서,
1차 채널에 액세스하고 1차 채널의 채널 상태를 결정하기 위해 1차 채널에서 CSMA(carrier sense multiple access, 반송파 감지 다중 접속)를 수행하는 단계; 및
1차 채널의 채널 상태에 기초하여 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태를 설정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 실시예 1에 있어서, 노드가 AP(access point, 액세스 포인트) 또는 eNB(evolved Node-B)인 방법.
3. 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 노드 내의 회로가 각각의 통합된 채널을 통해 PDU(protocol data unit, 프로토콜 데이터 단위)를 적어도 하나의 WTRU(wireless transmit/receive unit, 무선 송수신 유닛)로 전송하는 단계를 추가로 포함하고, PDU가 데이터 PDU 또는 관리 PDU인 방법.
4. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 한 실시예에 있어서, 1차 채널을 통한 데이터 전송이 적어도 하나의 비1차 채널을 통한 데이터 전송 후에 끝나는 것인 방법.
5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 한 실시예에 있어서, 채널들을 통한 가장 긴 전송 시간 및 가장 긴 전송 시간과 채널들 중 특정한 채널을 통한 전송 시간 사이의 차를 나타내기 위해, NAV(network allocation vector, 네트워크 할당 벡터)가 통합된 채널들을 통해 전송되는 패킷의 지속기간 필드에 포함되어 있는 것인 방법.
6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 회로가 1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계;
노드 내의 회로가 현재의 전송 기회를 종료하는 단계; 및
노드 내의 회로가 백오프 절차를 개시하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
7. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 한 실시예에 있어서,
노드 내의 회로가 1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계; 및
노드 내의 회로가 실패한 패킷을 비1차 채널과 연관된 버퍼로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 회로가 비1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계; 및
노드 내의 회로가 실패한 패킷을 1차 채널과 연관된 버퍼로 이동시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 한 실시예에 있어서, 1차 채널이 사용중 채널 상태를 가지는 경우, 적어도 하나의 비1차 채널이 사용중 채널 상태를 가지는 것으로 가정되는 것인 방법.
10. 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 한 실시예에 있어서, 1차 채널이 사용중 채널 상태를 가지는 경우, 전송이 차후의 TXOP(transmission opportunity, 전송 기회)로 지연되는 것인 방법.
11. 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드가, 1차 채널에 액세스할 시에, 적어도 하나의 비1차 채널에 액세스하는 것인 방법.
12. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 회로가 AIFS(arbitration interframe space, 중재 프레임간 간격) 동안 기다리고 1차 채널에서 백오프를 수행하는 단계;
노드 내의 회로가 PIFS[PCF(point coordination function, 점 조정 함수) inter-frame space(프레임간 간격)] 기간 동안 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태를 검사하는 단계; 및
노드 내의 회로가, 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 PDU(protocol data unit, 프로토콜 데이터 단위)를 전송한 것에 응답하여, 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 ACK(positive acknowledgement, 긍정 확인 응답) 메시지를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
13. 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 한 실시예에 있어서, 1차 채널이 적어도 하나의 비1차 채널보다 더 큰 대역폭에 걸쳐 동작하도록 구성되어 있는 것인 방법.
14. 실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 회로가 AIFS(arbitration interframe space) 시간 동안 기다린 후에 RTS(request to send, 송신 요청) 메시지를 전송하고 1차 채널에서 백오프를 수행하는 단계;
노드 내의 회로가 SIFS(short interframe space, 짧은 프레임간 간격) 기간 동안 기다린 후에 CTS(clear to send, 송신 가능) 메시지를 수신하는 단계;
노드 내의 회로가 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 PDU(protocol data unit)를 전송하는 단계; 및
노드 내의 회로가 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 ACK(positive acknowledgement) 메시지를 수신하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
15. 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 회로가 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널 중 어느 것이 새 채널(new channel)로 전환되고 있는지를 나타내는 채널 전환 필드(switching channel field), 새 채널의 주파수를 나타내는 새 채널 번호 필드, 및 새 채널의 특성을 나타내는 채널 특성 필드를 포함하는 CSA(channel switch announcement, 채널 전환 공지) 메시지를 전송하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
16. 실시예 1 내지 실시예 15 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 버퍼 제어기가 통합된 채널들을 통해 채널 MCS(modulation and coding scheme, 변조 및 코딩 방식) 정보를 수신하는 단계;
버퍼 제어기가 복수의 AC(access class, 액세스 클래스) 각각에 대해, 통합된 채널들 각각에 대한 논리 버퍼(logic buffer)를 생성하는 단계;
버퍼 제어기가 노드 내의 프레임 제어기로부터 A-MPDU[aggregated MAC(medium access control) protocol data unit, 통합된 MAC(매체 접근 제어) 프로토콜 데이터 단위] 프레임 정보를 수신하는 단계; 및
프레임 제어기가 A-MPDU 프레임의 통합 및 단편화를 제어하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
17. 실시예 16에 있어서, 버퍼 제어기가 QoS(quality of service, 서비스 품질) 정보 및 무음 기간 정보를 수신하는 단계; 및
버퍼 제어기가 프레임 재정렬 및 프레임 전송을 스케줄링하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
18. 실시예 1 내지 실시예 17 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드 내의 스케줄러가, 각각의 프레임이 선택되는 버퍼 및 특정한 시간에서의 채널 품질에 기초하여, 복수의 물리 채널 각각을 통해 각자의 전송 기회 동안 전송할 프레임을 선택하는 단계; 및
스케줄러가 각각의 선택된 프레임을 각자의 채널에 매핑하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
19. 실시예 18에 있어서, 선택된 프레임에 대한 올바른 전송의 확률을 최대화하기 위해, 매핑하는 단계가 최근의 채널 품질 정보에 기초하는 것인 방법.
20. 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널을 통해 채널 MCS(modulation and coding scheme) 정보를 수신하고, 복수의 AC(access class) 각각에 대해, 통합된 채널들 각각에 대한 논리 버퍼를 생성하도록 구성되어 있는 버퍼 제어기; 및
버퍼 제어기에 A-MPDU[aggregated MAC(medium access control) protocol data unit] 프레임 정보를 제공하고 A-MSDU(aggregated MAC service data unit, 통합된 MAC 서비스 데이터 단위) 프레임의 통합 및 단편화를 제어하도록 구성되어 있는 프레임 제어기를 포함하는 노드.
21. 실시예 20에 있어서, 프레임 제어기가 또한 A-MPDU의 통합을 제어하도록 구성되어 있는 것인 노드.
22. 실시예 20 또는 실시예 21에 있어서, 논리 버퍼가 단편화된 A-MSDU 프레임을 저장하는 것인 노드.
23. 실시예 20 내지 실시예 22 중 어느 한 실시예에 있어서, 노드가 AP(access point, 액세스 포인트) 또는 eNB(evolved Node-B)인 노드.
24. 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널을 사용하여 불연속 스펙트럼을 통해 통신하도록 구성되어 있는 송수신기;
통합된 채널들을 통해 채널 MCS(modulation and coding scheme) 정보를 수신하고, 복수의 AC(access class) 각각에 대해, 통합된 채널들 각각에 대한 논리 버퍼를 생성하도록 구성되어 있는 버퍼 제어기; 및
각각의 프레임이 선택되는 버퍼 및 특정한 시간에서의 채널 품질에 기초하여, 복수의 물리 채널 각각을 통해 각자의 전송 기회 동안 전송할 프레임을 선택하고, 각각의 선택된 프레임을 각자의 채널에 매핑하도록 구성되어 있는 스케줄러를 포함하는 노드.
25. 실시예 24에 있어서, 노드가 AP(access point) 또는 eNB(evolved Node-B)인 노드.
특징 및 요소가 특정한 조합으로 앞서 기술되어 있지만, 기술 분야의 당업자라면 각각의 특징 또는 요소가 단독으로 또는 임의의 다른 특징 및 요소와 결합하여 사용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다 그에 부가하여, 본 명세서에 기술된 실시예는 컴퓨터 또는 프로세서에서 실행하기 위해 컴퓨터 판독가능 매체에 포함되어 있는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 일례는 전자 신호(유선 또는 무선 연결을 통해 전송됨) 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예로는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 장치, 자기 매체(예컨대, 내장형 하드 디스크 또는 이동식 디스크), 광자기 매체, 그리고 CD(compact disc) 또는 DVD(digital versatile disk) 등의 광 매체가 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 소프트웨어와 연관된 프로세서는 WTRU, UE, 단말, 기지국, Node-B, eNB, HNB, HeNB, AP, RNC, 무선 라우터 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 사용하기 위한 무선 주파수 송수신기를 구현하는 데 사용될 수 있다.

Claims (25)

  1. 노드가 1차(primary) 채널 및 적어도 하나의 비1차(non-primary) 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널들을 사용하여 불연속 스펙트럼을 통해 통신하기 위해 채널 통합을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 1차 채널에 대한 액세스를 획득하기 위해 상기 1차 채널에서 CSMA(carrier sense multiple access, 반송파 감지 다중 접속)를 수행하는 단계;
    상기 1차 채널에서 수행되는 상기 CSMA에 기초하여, 상기 1차 채널의 채널 상태를 결정하는 단계;
    상기 1차 채널의 채널 상태가 비지(busy) 상태가 아닌 것으로 결정되는 경우에, 상기 적어도 하나의 비1차 채널에서 감지를 수행하는 단계;
    상기 1차 채널의 채널 상태가 비지(busy) 상태인 경우에 적어도 상기 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태가 비지(busy) 상태라고 가정함으로써, 상기 1차 채널의 채널 상태 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널에서의 감지에 기초하여, 상기 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태를 결정하는 단계; 및
    상기 1차 채널 및 이용가능한 채널 상태가 결정된 상기 비1차 채널들 중 임의의 비1차 채널에서 통합된 전송을 수행하는 단계를 포함하는 채널 통합 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노드는 AP(access point, 액세스 포인트) 또는 eNB(evolved Node-B)인 것인 채널 통합 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 상기 통합된 채널들 각각을 통해 PDU(protocol data unit, 프로토콜 데이터 단위)를 적어도 하나의 WTRU(wireless transmit/receive unit, 무선 송수신 유닛)로 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 PDU는 데이터 PDU 또는 관리 PDU인 것인 채널 통합 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 1차 채널을 통한 데이터 전송은 상기 적어도 하나의 비1차 채널을 통한 데이터 전송 후에 끝나는 것인 채널 통합 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 채널들을 통한 가장 긴 전송 시간 및 상기 가장 긴 전송 시간과 상기 채널들 중 특정한 채널을 통한 전송 시간 사이의 차를 나타내기 위해, NAV(network allocation vector, 네트워크 할당 벡터)가 상기 통합된 채널들을 통해 전송되는 패킷의 지속기간 필드에 포함되어 있는 것인 채널 통합 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 상기 1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계;
    상기 노드 내의 회로가 현재의 전송 기회를 종료하는 단계; 및
    상기 노드 내의 회로가 백오프 절차를 개시하는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 상기 1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계; 및
    상기 노드 내의 회로가 상기 실패한 패킷을 상기 비1차 채널과 연관된 버퍼로 이동시키는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 상기 비1차 채널에서 실패한 패킷 전송을 검출하는 단계; 및
    상기 노드 내의 회로가 상기 실패한 패킷을 상기 1차 채널과 연관된 버퍼로 이동시키는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 1차 채널은 상기 적어도 하나의 비1차 채널보다 더 큰 대역폭에 걸쳐 동작하도록 구성되어 있는 것인 채널 통합 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 AIFS(arbitration interframe space) 시간 동안 기다린 후에 RTS(request to send, 송신 요청) 메시지를 전송하고 상기 1차 채널에서 백오프를 수행하는 단계;
    상기 노드 내의 회로가 SIFS(short interframe space, 짧은 프레임간 간격) 기간 동안 기다린 후에 CTS(clear to send, 송신 가능) 메시지를 수신하는 단계;
    상기 노드 내의 회로가 상기 1차 채널 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 PDU(protocol data unit)를 전송하는 단계; 및
    상기 노드 내의 회로가 상기 1차 채널 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 ACK(positive acknowledgement, 긍정 확인 응답) 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 회로가 CSA(channel switch announcement, 채널 전환 공지) 메시지를 전송하는 단계를 더 포함하고, 상기 CSA 메시지는 상기 1차 채널 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널 중 어느 것이 새 채널(new channel)로 전환되고 있는지를 나타내는 채널 전환 필드(switching channel field), 상기 새 채널의 주파수를 나타내는 새 채널 번호 필드, 및 상기 새 채널의 특성을 나타내는 채널 특성 필드를 포함하는 것인 채널 통합 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 노드 내의 버퍼 제어기가 상기 통합된 채널들을 통해 채널 MCS(modulation and coding scheme, 변조 및 코딩 방식) 정보를 수신하는 단계;
    상기 버퍼 제어기가 복수의 AC들(access classes, 액세스 클래스들) 각각에 대해, 상기 통합된 채널들 각각에 대한 논리 버퍼(logic buffer)를 생성하는 단계;
    상기 버퍼 제어기가 상기 노드 내의 프레임 제어기로부터 A-MPDU(aggregated MAC(medium access control) PDU) 프레임 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 프레임 제어기가 A-MPDU 프레임의 통합 및 단편화(fragmentation)를 제어하는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 버퍼 제어기가 QoS(quality of service, 서비스 품질) 정보 및 무음 기간(silent period) 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 버퍼 제어기가 프레임 재정렬 및 프레임 전송을 스케줄링하는 단계를 더 포함하는 채널 통합 방법.
  14. 노드가 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널들을 사용하여 불연속 스펙트럼을 통해 통신하기 위해 채널 통합을 수행하는 방법에 있어서,
    상기 1차 채널에 대한 액세스를 획득하기 위해 상기 1차 채널에서 CSMA(carrier sense multiple access, 반송파 감지 다중 접속)를 수행하는 단계;
    상기 1차 채널에서 수행되는 상기 CSMA에 기초하여, 상기 1차 채널의 채널 상태를 결정하는 단계;
    상기 1차 채널의 채널 상태가 비지(busy) 상태인 경우에 적어도 상기 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태가 비지(busy) 상태라고 설정함으로써, 상기 1차 채널의 채널 상태에 기초하여 상기 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태를 설정하는 단계;
    상기 노드 내의 회로가 AIFS(arbitration interframe space, 중재 프레임간 간격) 동안 기다리고 상기 1차 채널에서 백오프를 수행하는 단계;
    상기 노드 내의 회로가 PIFS[PCF(point coordination function, 점 조정 함수) inter-frame space(프레임간 간격)] 기간 동안 상기 적어도 하나의 비1차 채널의 채널 상태를 검사하는 단계; 및
    상기 노드 내의 회로가, 상기 1차 채널 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 PDU(protocol data unit, 프로토콜 데이터 단위)를 전송한 것에 응답하여, 상기 1차 채널 및 상기 적어도 하나의 비1차 채널 각각에서 ACK(positive acknowledgement, 긍정 확인 응답) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 채널 통합 방법.
  15. 1차 채널 및 적어도 하나의 비1차 채널을 포함하는 복수의 통합된 채널들을 사용하여 불연속 스펙트럼을 통해 통신하도록 구성되어 있는 송수신기;
    상기 통합된 채널들을 통해 채널 MCS(modulation and coding scheme) 정보를 수신하고, 복수의 AC들(access classes) 각각에 대해, 상기 통합된 채널들 각각에 대한 논리 버퍼를 생성하도록 구성되어 있는 버퍼 제어기;
    상기 버퍼 제어기에 A-MPDU(aggregated MAC(medium access control) PDU) 프레임 정보를 제공하고 A-MSDU(aggregated MAC service data unit, 통합된 MAC 서비스 데이터 단위) 프레임의 통합 및 단편화를 제어하도록 구성되어 있는 프레임 제어기; 및
    각각의 프레임이 선택되는 버퍼 및 특정한 시간에서의 채널 품질에 기초하여, 복수의 물리 채널들 각각을 통해 각자의 전송 기회 동안 전송할 프레임을 선택하도록 구성되어 있는 스케줄러를 포함하는 노드.
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