KR101712343B1 - 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 장치 - Google Patents

Abstract

단말의 소모 전류를 감소시키고 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치가 개시된다. 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하는 단계와, 그룹화에 따른 각각의 그룹에 그룹 연결 아이디(AID)를 할당하는 단계와, 그룹 연결 아이디를 포함하는 맥 헤더(MAC header)를 구성하는 단계 및 맥 헤더를 포함하는 데이터 프레임을 특정 그룹으로 전송하는 단계를 포함한다. 따라서, 그룹 연결 아이디를 짧은 맥 헤더의 제1 주소 필드에 사용하여 단말 소모 전류를 감소시킬 수 있으며, 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있다.

Description

짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 장치{METHOD FOR TRANSMITTING DATA USING SHORT MEDIA ACCESS CONTROL HEADER AND APPARATUS FOR TRANSMITTING DATA USING SHORT MEDIA ACCESS CONTROL HEADER}

본 발명은 무선통신 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 장치에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(wireless local area network, WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인용 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 사용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 위원회 산하의 IEEE 802.11 WG(Working Group)에 의해 개발되고 표준화된다. IEEE 802.11a는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하여, 54 Mbps의 최대 전송 속도(maximum PHY data rate)를 제공한다. IEEE 802.11b는 2.4 GHz에서 직접 시퀀스 방식(direct sequence spread spectrum, DSSS)을 적용하여, 11 Mbps의 최대 전송 속도(maximum PHY data rate)를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 최대 전송 속도(maximum PHY data rate)를 제공한다. IEEE 802.11n은 2개의 공간적인 스트림(spatial stream)과 40 MHz 대역폭을 사용했을 때 300 Mbps의 최대 전송 속도(maximum PHY data rate)를 제공하고, 4개의 공간적인 스트림(spatial stream)과 40 MHz의 대역폭을 사용했을 때 600 Mbps의 최대 전송 속도(maximum PHY data rate)를 제공한다.

이와 같은 무선랜의 보급이 활성화되고 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 초고처리율(very high throughput, VHT) 무선랜 기술은 802.11 무선랜 기술 중 하나로, 1 Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 제안되고 있다. 그 중, IEEE 802.11ac는 5 GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있고, IEEE 802.11ad는 60 GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있다.

한편, 매우 작은 크기의 데이터를 자주 전송하는 대표적인 예는 센서 디바이스이고, 센서 디바이스는 측정된 센서 데이터를 주기적으로 전송하는 경우 통상 한번에 실질적으로 256 Bytes 정도의 데이터를 전송하고, 공장 프로세스 자동화 데이터 전송의 경우 실질적으로 64 Bytes 데이터를 전송한다.

그러나, 무선랜 단말이 데이터 프레임을 전송하기 위한 맥 헤더 포맷(MAC Header format)의 크기는 802.11n을 기준으로 30~36 옥텟(octet) 정도이므로, 무선랜을 상기 센서 디바이스에 장착할 경우, 기존의 무선랜 맥 헤더는 데이터의 크기에 비해 상대적으로 매우 크며 불필요한 데이터 전송 오버헤드를 발생시키는 문제점이 있다.

특히, 배터리로 동작하는 센서 디바이스의 경우 맥 헤더 내에 불필요한 정보의 반복 전송으로 인해 중요한 전류를 낭비하게 되며, 수 천대의 센서가 동시에 동작하는 환경에서 불필요한 정보들이 무선 채널을 점유하게 되어 채널 사용 효율을 저하시키는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 데이터 전송 효율을 향상시킬 수 있는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법에 따르면, 액세스 포인트에서 수행하는 데이터 전송 방법에 있어서, 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하는 단계와, 상기 그룹화에 따른 각각의 그룹에 그룹 연결 아이디를 할당하는 단계와, 상기 그룹 연결 아이디를 포함하는 맥 헤더를 구성하는 단계 및 상기 맥 헤더를 포함하는 데이터 프레임을 특정 그룹으로 전송하는 단계를 포함한다.

여기서, 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하는 단계는, 상기 복수의 단말을 서비스 종류 또는 단말 특성에 따라 그룹화할 수 있다.

여기서, 상기 그룹 연결 아이디는, 페이지 아이디, 블록 인덱스, 서브블록 인덱스 및 스테이션 비트 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 맥 헤더는, 프레임 컨트롤 필드, 제1`주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤 필드로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 주소 필드는 상기 그룹 연결 아이디를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법에 따르면, 단말에서 수행하는 데이터 전송 방법에 있어서, 액세스 포인트로부터 데이터 프레임의 맥 헤더를 수신하는 단계와, 상기 맥 헤더에 자신이 속한 그룹의 그룹 연결 아이디 정보가 포함되어 있는지 판단하는 단계 및 상기 판단 결과에 기초하여 데이터 프레임의 수신 여부를 결정하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 맥 헤더에 자신이 속한 그룹의 그룹 연결 아이디 정보가 포함되어 있는지 판단하는 단계는, 상기 맥 헤더에 그룹 연결 아이디가 포함되어 있는지 판단하는 단계와, 상기 그룹 연결 아이디가 포함된 경우 상기 그룹 연결 아이디를 획득하는 단계 및 상기 획득한 그룹 연결 아이디와 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 일치하는지 판단하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 그룹 연결 아이디는, 페이지 아이디, 블록 인덱스, 서브블록 인덱스 및 스테이션 비트 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 맥 헤더는, 프레임 컨트롤 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤 필드로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제1 주소 필드는 상기 그룹 연결 아이디를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 판단 결과에 기초하여 데이터 프레임의 수신 여부를 결정하는 단계는, 상기 데이터 프레임의 맥 헤더에 자신이 속한 그룹의 그룹 연결 아이디 정보가 포함된 경우, 상기 데이터 프레임을 수신할 수 있다.

여기서, 상기 판단 결과에 기초하여 데이터 프레임의 수신 여부를 결정하는 단계는, 상기 데이터 프레임의 맥 헤더에 자신이 속한 그룹의 그룹 연결 아이디 정보가 포함되지 않은 경우, 상기 맥 헤더를 폐기하고 상기 데이터 프레임 수신을 중단할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 수행하는 액세스 포인트에 따르면, 통신부 및 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하고, 그룹화에 따른 각각의 그룹에 그룹 연결 아이디를 할당하여, 상기 그룹 연결 아이디를 포함하는 맥 헤더를 구성한 후 상기 맥 헤더를 포함하는 데이터 프레임을 상기 통신부를 통해 특정 그룹으로 전송하는 프로세싱부를 포함한다.

여기서, 상기 그룹 연결 아이디는, 페이지 아이디, 블록 인덱스, 서브블록 인덱스 및 스테이션 비트 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 맥 헤더는, 프레임 컨트롤 필드, 제1`주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤 필드로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 수행하는 단말에 따르면, 통신부와, 그룹 연결 아이디를 저장하는 저장부 및 상기 통신부를 통해 액세스 포인트로부터 데이터 프레임의 맥 헤더를 수신하고, 상기 맥 헤더에 자신이 속한 그룹의 그룹 연결 아이디가 포함되어 있는지 여부에 기초하여 데이터 프레임의 수신 여부를 결정하는 프로세싱부를 포함한다.

여기서, 상기 프로세싱부는, 상기 맥 헤더에 그룹 연결 아이디가 포함되어 있는 경우 상기 그룹 연결 아이디를 획득하고, 상기 획득한 그룹 연결 아이디와 상기 저장부에 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 일치하는지 판단할 수 있다.

여기서, 상기 그룹 연결 아이디는, 페이지 아이디, 블록 인덱스, 서브블록 인덱스 및 스테이션 비트 인덱스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 맥 헤더는, 프레임 컨트롤 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤 필드로 구성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치에 따르면, 기존 데이터 전송을 위한 맥 헤더 구조에서 불필요한 필드를 제거한 짧은 맥 헤더를 사용하고, 짧은 맥 헤더에 그룹 연결 아이디를 할당하여 단말로 데이터 프레임을 전송한다.

따라서, 단말의 소모 전류를 감소시킬 수 있고, 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있다. 또한, 액세스 포인트가 공통 특징을 갖는 단말들로 구성된 특정 그룹에 효과적으로 멀티캐스트(multicast) 데이터를 전송할 수 있다.

도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 데이터 프레임 전송을 위한 802.11 맥 프레임 포맷을 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트에서 수행하는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 그룹화된 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번, 블록 인덱스가 2번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번, 블록 인덱스가 2번 서브 블록 인덱스가 3번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트에서 단말로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더 포맷을 나타내는 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말에서 액세스 포인트로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더 포맷을 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말에서 수행되는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 개념도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

명세서 전체에서, 스테이션(station, STA)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(medium access control, MAC)와 무선 매체(medium)에 대한 물리 계층(physical layer) 인터페이스(interface)를 포함하는 임의의 기능 매체를 의미한다. 스테이션(STA)은 액세스 포인트(access point, AP)인 스테이션(STA)과 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)으로 구분할 수 있다. 액세스 포인트(AP)인 스테이션(STA)은 단순히 액세스 포인트(AP)로 불릴 수 있고, 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)은 단순히 단말(terminal)로 불릴 수 있다.

단말(terminal)은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이스와 디스플레이(display) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 유닛(unit)을 의미하며, 스테이션(STA)을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 트랜시버는 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며, 스테이션(STA)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛을 의미한다.

액세스 포인트(AP)는 집중 제어기, 기지국(base station, BS), 노드-B(node-B), e노드-B, BTS(base transceiver system), 또는 사이트 제어기 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.

단말은 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 사용자 터미널(User Terminal, UT), 무선 터미널, 액세스 터미널(Access Terminal, AT), 터미널, 가입자 유닛(Subscriber Unit), 가입자 스테이션(Subscriber Station, SS), 무선 기기(wireless device), 무선 통신 디바이스, 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 이동 노드, 모바일 또는 다른 용어들로서 지칭될 수 있다. 단말기의 다양한 실시 예들은 셀룰러 전화기, 무선 통신 기능을 가지는 스마트 폰, 무선 통신 기능을 가지는 개인 휴대용 단말기(PDA), 무선 모뎀, 무선 통신 기능을 가지는 휴대용 컴퓨터, 무선 통신 기능을 가지는 디지털 카메라와 같은 촬영장치, 무선 통신 기능을 가지는 게이밍 (gaming) 장치, 무선 통신 기능을 가지는 음악저장 및 재생 가전제품, 무선 인터넷 접속 및 브라우징이 가능한 인터넷 가전제품뿐만 아니라 그러한 기능들의 조합들을 통합하고 있는 휴대형 유닛 또는 단말기들을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, IEEE 802.11 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA 1, STA 2(AP 1), STA 3, STA 4, STA 5(AP 2))의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다.

BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있으며, BSS 1과 BSS 2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미한다. BSS 1은 단말(STA 1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 액세스 포인트(STA 2(AP 1)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함할 수 있다. BSS 1에서 액세스 포인트(STA 2(AP 1))는 단말(STA 1)을 관리한다.

BSS 2는 단말(STA 3, STA 4), 분배 서비스를 제공하는 액세스 포인트(STA 5(AP 2)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템을 포함할 수 있다. BSS 2에서 액세스 포인트(STA 5(AP 2))는 단말(STA 3, STA 4)을 관리한다.

한편, 독립 BSS는 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 액세스 포인트를 포함하지 않으므로, 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 존재하지 않는다. 즉, IBSS에서 단말들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서 모든 단말은 이동 단말로 이루어질 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))는 자신에게 결합된 단말(STA 1, STA 3, STA 4)을 위하여 무선 매체를 통한 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공한다. BSS 1 또는 BSS 2에서 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 간의 직접 통신이 가능하다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 스테이션들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 단말은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 단말들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 단말을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수가 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다.

후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법 및 장치는 상기에서 설명한 IEEE 802.11 무선랜 시스템에 적용될 수 있으며, 더불어 IEEE 802.11 무선랜 시스템뿐만 아니라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WBAN(Wireless Body Area Network) 등과 같은 다양한 네트워크에 적용될 수 있다.

도 2는 데이터 프레임 전송을 위한 802.11 맥 프레임 포맷을 나타내는 개념도이다.

도 2를 참조하면, 맥 프레임 포맷은 802.11n을 기준으로 30 ~ 36 옥텟(octet) 정도이다.

센서 디바이스 즉 센서 단말은 매우 작은 크기의 데이터를 자주 전송하는 단말로서, 이와 같은 센서 단말에 무선랜을 장착하는 경우 맥 프레임 포맷에 포함된 맥 헤더(MAC header)는 데이터 크기에 비해 상대적으로 매우 크며 불필요한 데이터 전송 오버헤드를 발생시킨다.

특히, 배터리로 동작하는 센서 단말의 경우 맥 헤더 내 불필요한 정보를 반복 전송하므로 중요한 전류를 낭비하게 되는 문제점이 있는바, 이하 상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트에서 수행하는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 액세스 포인트(100)는 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화한다(S310).

여기서, 미리 설정된 기준은 단말의 서비스 종류, 단말의 종류 등을 포함할 수 있으며, 액세스 포인트(100)는 복수의 단말이 서비스 종류 또는 단말의 특성이 동일한 경우 같은 그룹으로 그룹화할 수 있다.

액세스 포인트(100)는 단계 310을 통해 그룹화한 후 그룹화된 각각의 그룹에 그룹 연결 아이디(Association ID, AID)를 할당한다(S320).

여기서, 그룹 연결 아이디는 페이지 아이디(Page ID), 블록 인덱스(Block Index), 서브블록 인덱스(Sub-Block Index) 및 스테이션 비트 인덱스(STA Bit Index) 등을 포함할 수 있다.

액세스 포인트(100)는 그룹 연결 아이디를 포함하는 맥 헤더(MAC header)를 구성한다(S330).

여기서, 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소(Address 1) 필드, 제2 주소(Address 2) 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다. 또한, 제1 주소 필드에는 할당된 그룹 연결 아이디가 포함될 수 있다.

이후, 액세스 포인트는 맥 헤더를 포함하는 데이터 프레임을 주변 단말들로 전송한다(S340).

본 발명의 일 실시예에 따른 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법에서는 기존 데이터 전송을 위한 맥 헤더 구조에서 불필요한 듀레이션 필드(duration field) 2 바이트(Bytes), 제3 주소(Address 3) 필드 6 바이트, 제4 주소(Address 4) 필드 6 바이트, QoS와 HT control 6 바이트를 포함해서 총 20 바이트의 정보를 제거한 짧은 맥 헤더를 이용하여 단말의 소모 전류를 감소시킬 수 있고, 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 그룹화된 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.

도 4를 참조하면, 액세스 포인트(100)는 복수의 단말의 서비스 종류 또는 단말 특성에 따라 그룹화하여 관리하기 위하여 연결 아이디를 계층 구조(hierarchical structure)로 할당한다.

구체적으로 액세스 포인트(100)는 연결 아이디를 페이지 아이디(Page ID), 블록 인덱스(Block Index), 서브 블록 인덱스(Sub-block Index), 스테이션 비트 인덱스(STA Bit Index) 형태의 계층 구조를 할당할 수 있다.

이하, 도 5 내지 도 7을 통해 연결 아이디를 계층적으로 할당하는 다양한 실시예를 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번, 블록 인덱스가 2번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 페이지 아이디가 1번, 블록 인덱스가 2번 서브 블록 인덱스가 3번인 연결 아이디 구조를 나타내는 개념도이다.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 각 계층의 그룹을 대표하는 아이디(ID)는 하위 레벨의 비트(bit) 값을 모두 0으로 지정하는 것으로 할당된다.

구체적으로, 도 5는 페이지 아이디 1번 그룹에 속하는 모든 단말을 대표하는 연결 아이디를 나타낸다. 도 6은 페이지 아이디 1번, 블록 인덱스 2번 그룹의 대포 연결 아이디를 나타내며, 도 7은 페이지 아이디 `1번, 블록 인덱스 2번 서브 블록 인덱스 3번의 대표 연결 아이디를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에서는 도 5 내지 도 7과 같은 연결 아이디 구조를 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명의 범위 이내에서 다양한 연결 아이디 구조를 가질 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 액세스 포인트에서 단말로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더 포맷을 나타내는 개념도이다.

도 8을 참조하면, 액세스 포인트(100)에서 단말로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다.

여기서, 액세스 포인트(100)는 특정 그룹에 속한 단말들로 동시에 데이터를 멀티캐스트(multicast) 하기 위해 계층별 그룹 연결 아이디를 제1 주소 필드에 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는 센서 네트워크에서의 데이터 전송은 동일 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS) 내에서 단일 패킷 전송 형태로 나타나므로 도 1의 맥 헤더 구조에서 불필요한 필드(field)를 제거하고 도 8과 같은 짧은 맥 헤더 포맷을 사용할 수 있다.

구체적으로, 센서 네트워크에서 단일 패킷 전송시에는 네트워크 할당 벡터 타이머(Network Allocation Vector timer, NAV Timer) 설정을 위한 듀레이션 필드 2바이트가 필요 없으며, 동일 기본 서비스 세트 내에서 데이터 송수신시에는 제3 주소 필드와 제4 주소 필드가 불필요하다. 또한, 센서 디바이스와 같이 저가의 단순 구조의 단말의 경우 HT control이나 QoS 고급 기술을 사용하지 않을 수 있기 때문에 도 8과 같은 짧은 맥 헤더 포맷을 사용할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 단말에서 액세스 포인트로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더 포맷을 나타내는 개념도이다.

도 9를 참조하면, 단말에서 액세스 포인트 또는 다른 단말로 데이터 프레임 전송시 사용하는 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다.

상술한 바와 같이, 단말은 단일 패킷 전송시 듀레이션 필드(duration field), 제3 주소 필드, 제4 주소 필드, HT control, QoS를 제거한 짧은 맥 헤더 포맷을 사용할 수 있다.

특히, 맥 헤더 포맷 중 제1 주소 필드에는 기본 서비스 세트 아이디(Basic Service Set ID, BSSID) 및/또는 리시버 주소(Receiver Address, RA)가 포함될 수 있다.

여기서, 기본 서비스 세트 아이디(BSSID)는 통상 액세스 포인트의 맥 주소(Mac address)를 나타내고, 리시버 주소(RA)는 짧은 맥 헤더를 사용하는 단말이 일반 단말에 직접 데이터를 송신하기 위해 필요한 수신 단말의 맥 주소를 나타낸다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 단말에서 수행되는 짧은 맥 헤더를 이용한 데이터 전송 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 단말(200)은 액세스 포인트(100)로부터 데이터 프레임의 맥 헤더를 수신한다(S1010).

여기서, 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다. 또한, 제1 주소 필드는 그룹 연결 아이디를 포함할 수 있다.

단말(200)은 단계 1010을 통해 수신된 맥 헤더에 그룹 연결 아이디(Association ID, AID)가 포함되어 있는지 판단한다(S1020).

여기서, 그룹 연결 아이디는 페이지 아이디(Page ID), 블록 인덱스(Block Index), 서브블록 인덱스(Sub-Block Index), 스테이션 비트 인덱스(STA Bit Index)등을 포함할 수 있다.

단말(200)은 단계 1020을 통해 수신된 맥 헤더에 그룹 연결 아이디(AID) 정보가 포함된 경우 상기 포함된 그룹 연결 아이디를 획득한다(S1030).

이후, 단말(200)은 획득한 그룹 연결 아이디와 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 일치하는지 판단한다(S1040).

단말(200)은 단계 1040을 통해 획득한 그룹 연결 아이디와 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 일치하는 것으로 판단되면 데이터 프레임을 수신한다(S1050).

또는, 단말(200)은 단계 1040을 통해 획득한 그룹 연결 아이디와 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 일치하지 않는 것으로 판단되면 수신된 맥 헤더를 폐기(discard)하고 데이터 프레임의 수신을 중지한다(S1060).

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 데이터 전송을 위한 맥 헤더 구조에서 불필요한 필드를 제거한 짧을 맥 헤더를 사용하므로, 단말의 소모 전류를 감소시킬 수 있고, 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있다.

후술되는 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 및/또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다.

따라서, 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행하는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타내는 개념도이다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트(100)는 통신부(110) 및 프로세싱부(120)를 포함할 수 있다.

통신부(110)는 프로세싱부(120)의 제어에 기초하여 복수의 단말과 통신을 수행할 수 있다.

프로세싱부(120)는 복수의 단말을 미리 설정된 기준에 따라 그룹화하고, 그룹화에 따른 각각의 그룹에 그룹 연결 아이디(Association ID)를 할당하여, 상기 그룹 연결 아이디를 포함하는 맥 헤더(MAC header)를 구성한 후 상기 맥 헤더를 포함하는 데이터 프레임을 상기 통신부를 통해 특정 그룹으로 전송한다.

여기서, 그룹 연결 아이디는 페이지 아이디(Page ID), 블록 인덱스(Block Index), 서브블록 인덱스(Sub-Block Index) 및 스테이션 비트 인덱스(STA Bit Index) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1`주소(Address 1) 필드, 제2 주소(Address 2) 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다. 특히 제1 주소 필드는 그룹 연결 아이디를 포함할 수 있다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 구성을 나타내는 개념도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말(200)은 통신부(210), 프로세싱부(220) 및 저장부(230)를 포함할 수 있다.

통신부(210)는 액세스 포인트(100) 또는 다른 단말로부터 데이터를 수신할 수 있으며, 프로세싱부(220)의 제어에 기초하여 액세스 포인트(100) 또는 다른 단말로 데이터를 송신할 수 있다.

프로세싱부(220)는 통신부(210)를 통해 액세스 포인트(100)로부터 데이터 프레임의 맥 헤더를 수신한다.

여기서, 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소 필드, 제2 주소 필드 및 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드로 구성될 수 있다. 또한, 제1 주소 필드는 그룹 연결 아이디를 포함할 수 있다.

또한, 프로세싱부(220)는 수신된 맥 헤더에 그룹 연결 아이디(Association ID, AID) 정보가 포함되어 있는 경우, 포함된 그룹 연결 아이디를 획득한다.

여기서, 그룹 연결 아이디는 페이지 아이디(Page ID), 블록 인덱스(Block Index), 서브블록 인덱스(Sub-Block Index), 스테이션 비트 인덱스(STA Bit Index)등을 포함할 수 있다.

또한, 프로세싱부(220)는 저장부(230)에 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 획득한 그룹 연결 아이디와 일치하는지 판단한다.

또한, 프로세싱부(220)는 저장부(230)에 미리 저장된 그룹 연결 아이디와 획득한 그룹 연결 아이디가 일치하는 것으로 판단되면 데이터 프레임을 수신한다.

또는, 프로세싱부(220)는 미리 저장된 그룹 연결 아이디가 획득한 그룹 연결 아이디와 일치하지 않는 것으로 판단되면 수신된 맥 헤더를 폐기(discard)하고 데이터 프레임의 수신을 중지한다.

저장부(230)는 대용량의 비휘발성 저장장치(예를 들면, 하드 디스크 드라이브)로 구성될 수 있고, 그룹 연결 아이디가 저장될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기존 데이터 전송을 위한 맥 헤더 구조에서 불필요한 필드를 제거한 짧을 맥 헤더를 사용하므로, 단말의 소모 전류를 감소시킬 수 있고, 불필요한 무선 채널 점유를 방지할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 액세스 포인트 110, 210: 통신부
120, 220: 프로세싱부 230: 저장부

Claims (19)

1. 무선랜의 액세스 포인트에서 수행하는 프레임 전송 방법에 있어서,
   복수개의 단말을 포함하는 그룹에 대한 멀티캐스트를 위한 연결 아이디(Association ID (AID))를 할당하는 단계;
   상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는 짧은 맥 헤더(Short MAC header)를 구성하는 단계; 및
   상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 프레임을 상기 그룹으로 전송하는 단계를 포함하고,
   상기 짧은 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소(Address 1) 필드 및 제2 주소(Address 2) 필드를 포함하고,
   상기 제 1 주소 필드는 상기 프레임의 수신자를 지시하고,
   상기 프레임이 상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 경우에, 상기 제 1 주소 필드는 6 바이트 크기의 수신자 주소 정보 대신에 2 바이트 크기의 수신자 주소 정보인 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는, 프레임 전송 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 그룹에 포함된 상기 복수개의 단말은, 공통된 서비스 종류 또는 단말 특성을 가지는, 프레임 전송 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디가 할당된 경우, 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디와 페이징을 위한 아이디가 대응되는, 프레임 전송 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 짧은 맥 헤더는, 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드를 더 포함하는, 프레임 전송 방법.
8. 무선랜의 단말에서 수행하는 프레임의 수신 방법에 있어서,
   액세스 포인트로부터 상기 프레임의 짧은 맥 헤더(Short MAC header)를 수신하는 단계; 및
   상기 짧은 맥 헤더에 상기 단말이 속한 그룹에 대한 멀티캐스트를 위한 연결 아이디(Association ID) 정보가 포함되어 있는 경우에, 상기 프레임을 수신하여 처리하는 단계를 포함하고,
   상기 짧은 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소(Address 1) 필드 및 제2 주소(Address 2) 필드를 포함하고,
   상기 제 1 주소 필드는 상기 프레임의 수신자를 지시하고,
   상기 프레임이 상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 경우에, 상기 제 1 주소 필드는 6 바이트 크기의 수신자 주소 정보 대신에 2 바이트 크기의 수신자 주소 정보인 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는, 프레임 수신 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 그룹에 포함된 복수개의 단말은, 공통된 서비스 종류 또는 단말 특성을 가지는, 프레임 수신 방법.
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디가 할당된 경우, 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디와 페이징을 위한 아이디가 대응되는, 프레임 수신 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 청구항 8에 있어서,
    상기 짧은 맥 헤더는, 시퀀스 컨트롤(Sequence Control) 필드를 더 포함하는, 프레임 수신 방법.
15. 무선랜에서 프레임 전송을 수행하는 액세스 포인트에 있어서,
    통신부; 및
    프로세싱부를 포함하고,
    상기 프로세싱부는,
    복수개의 단말을 포함하는 그룹에 대한 멀티캐스트를 위한 연결 아이디(Association ID (AID) for multicast)를 할당하고;
    상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는 짧은 맥 헤더(Short MAC header)를 구성하고;
    상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 프레임을 상기 그룹으로 상기 통신부를 이용하여 전송하도록 설정되고,
    상기 짧은 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소(Address 1) 필드 및 제2 주소(Address 2) 필드를 포함하고,
    상기 제 1 주소 필드는 상기 프레임의 수신자를 지시하고,
    상기 프레임이 상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 경우에, 상기 제 1 주소 필드는 6 바이트 크기의 수신자 주소 정보 대신에 2 바이트 크기의 수신자 주소 정보인 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는, 프레임 전송 수행 액세스 포인트.
16. 무선랜에서 프레임 수신을 수행하는 단말에 있어서,
    통신부;
    프로세싱부를 포함하고;
    상기 프로세싱부는,
    상기 통신부를 이용하여 액세스 포인트로부터 상기 프레임의 짧은 맥 헤더(Short MAC header)를 수신하고;
    상기 짧은 맥 헤더에 상기 단말이 속한 그룹에 대한 멀티캐스트를 위한 연결 아이디(Association ID) 정보가 포함되어 있는 경우에, 상기 통신부를 이용하여 상기 프레임을 수신하여 처리하도록 설정되고,
    상기 짧은 맥 헤더는 프레임 컨트롤(Frame Control) 필드, 제1 주소(Address 1) 필드 및 제2 주소(Address 2) 필드를 포함하고,
    상기 제 1 주소 필드는 상기 프레임의 수신자를 지시하고,
    상기 프레임이 상기 짧은 맥 헤더를 포함하는 경우에, 상기 제 1 주소 필드는 6 바이트 크기의 수신자 주소 정보 대신에 2 바이트 크기의 수신자 주소 정보인 상기 멀티캐스트를 위한 연결 아이디 정보를 포함하는, 프레임 수신 수행 단말.
17. 삭제
18. 삭제
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