KR102045287B1 - 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 관한 것으로, 무선 통신 시스템은 버퍼 상태 정보를 송신하는 적어도 하나의 노드 및 상기 버퍼 상태 정보를 수신하고 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하고, 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하도록 설정된 액세스 포인트 장치를 포함할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체{WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM, ACCESS POINT APPARATUS, METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION, PROGRAM FOR PERFORMING THE METHOD AND COMPUTER READABLE MEDIUM}

무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체에 관한 것이다.

근자에 스마트폰, 랩톱 컴퓨터 또는 휴대용 게임기와 같은 단말 장치의 사용이 증가하고 있다. 이들 장치는 소정의 유무선 통신 네트워크에 접속하여 인터넷 망에 접근하거나 또는 특정한 서버 장치에 접속할 수 있다. 예를 들어, 단말 장치는 유선 또는 무선으로 네트워크에 연결된 액세스 포인트(AP)에 접속하고 네트워크 망에 접속할 수 있다. 이 경우, 휴대용 단말 장치는 소정의 표준, 일례로 IEEE 802.11 표준 기반의 근거리 통신 기술(즉, 와이파이)를 이용하여 액세스 포인트에 접근할 수 있다.

물리 계층의 처리율의 향상을 위하여 IEEE 802.11 기술의 경우 다중 입력 다중 출력(MIMO, multiple input multiple output)을 지원한다. IEEE 802.11n의 경우에는 4x4의 다중 입력 다중 출력을 지원했으며, IEEE 802.11ac의 경우에는 8x8의 다중 입력 다중 출력을 지원한다. 그러나, 매체 접근 계층의 처리율 향상은 상대적으로 저조하여, 이를 해결하기 위한 다양한 방법이 개발 및 제안되어 왔다. 예를 들어, 다중 사용자 다중 입력 다중 출력(MU-MIMO, Multi user- Multiple Input Multiple Output) 기술과 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA, Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 기술 등이 제안되어 왔다.

한편, 최근 자원의 효율성 및 전송 속도를 극대화 하고, 체감 성능을 만족시킬 수 있도록 IEEE 802.11ax 표준이 새롭게 제시되고 있다.

대한민국 공개특허 제2006-0125908 (2006.12.06. 공개) 대한민국 공개특허 제2015-0119331 (2015.10.23. 공개)

상향 링크(uplink)를 통해 액세스 포인트 장치와 노드(node, non-AP Station) 사이에서 전송되는 데이터의 중요도를 기반으로 채널 접근 권한을 차별적(차등적)으로 할당할 수 있는 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

다중 유저 상향 링크를 통한 매체 접근 계층의 처리율을 향상시킬 수 있는 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체를 제공하는 것을 다른 해결하고자 하는 과제로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체가 제공된다.

무선 통신 시스템은, 버퍼 상태 정보를 송신하는 적어도 하나의 노드 및 상기 버퍼 상태 정보를 수신하고 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하고, 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하도록 설정된 액세스 포인트 장치를 포함할 수 있다.

상기 액세스 포인트 장치는 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하도록 설정된 것일 수 있다.

상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고, 상기 가중치는, 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의될 수 있다.

상기 액세스 포인트 장치는, 상기 중요도를 기반으로 상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정할 수 있다.

상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정될 수 있다.

상기 액세스 포인트 장치는, 상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하고, 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 상기 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정될 수 있다.

액세스 포인트 장치는, 버퍼 상태 정보를 수신하는 통신부 및 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하고, 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하도록 설정된 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 프로세서는 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하도록 설정된 것일 수 있다.

상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고, 상기 가중치는, 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의된 것일 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 중요도를 기반으로 상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정하도록 설정된 것일 수 있다.

상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정된 것일 수 있다.

상기 통신부는, 상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하여, 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 상기 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정되도록 하는 것일 수 있다.

무선 통신 방법은, 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계, 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계 및 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계는, 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고, 상기 가중치는, 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의될 수 있다.

상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계는, 상기 중요도를 기반으로 상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기를 결정하는 단계, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기를 결정하는 단계, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율을 결정하는 단계 및 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정될 수 있다.

무선 통신 방법은, 상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하여 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 상기 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정되는 단계를 더 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 장치에 의해 구동되며 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 것일 수 있으며, 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계, 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계 및 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계를 실행시키도록 마련된 것일 수 있다.

프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계, 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계 및 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계를 포함하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 것일 수 있다.

상술한 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체에 의하면, 상향 링크(uplink)를 통해 액세스 포인트 장치와 노드 사이에서 전송되는 데이터의 중요도를 기반으로 채널 접근 권한을 차별적으로 할당할 수 있게 된다.

상술한 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체에 의하면, 다중 유저 상향 링크를 통한 매체 접근 계층의 처리율을 향상시킬 수 있게 되고, 따라서 다중 유저 상향 링크를 통한 데이터 전송의 품질을 개선 및 증진할 수 있게 된다.

또한, 상술한 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체에 의하면, 복수의 유저가 접속하고자 하는 경우 데이터의 중요도에 따라서 채널 경쟁 구간(경쟁 윈도우, CW, Contention Window)의 크기를 적절하게 조절할 수 있게 되고, 이에 따라 업 링크를 이용한 데이터 전송에 소요되는 시간이 단축될 수도 있게 된다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일 실시예에 대한 블록도이다.
도 2는 액세스 포인트 장치와 노드 간의 통신의 일례를 설명하는 도면이다.
도 3은 트리거 프레임의 채널 접근의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 경쟁 윈도우(CW)의 크기를 설정하는 방법의 일례를 도시한 도표이다.
도 5는 트리거 프레임의 가중치에 따른 액세스 포인트 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이다.
도 6은 트리거 프레임의 가중치에 따른 액세스 포인트 장치의 동작의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 7은 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 일례를 도시한 도면이다.
도 8은 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 다른 일례를 도시한 도면이다.
도 9는 상술한 액세스 포인트 장치의 동작에 따른 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 일례를 도시한 도면이다.
도 10은 무선 통신 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.

이하 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체를 설명함에 있어서, 제 1 이나 제 2 등의 용어는 하나의 부분을 다른 부분으로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적인 표현을 의미하는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체를 설명함에 있어 이용되는 단어나 용어들은 다른 단어나 용어로 대체되어 표현될 수도 있음은 자명하다. 아울러 이하에서 사용되는 '부'가 부가된 용어는, 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예에 따라 '부'가 하나의 물리적 및/또는 논리적 부품으로 구현되거나, 하나의 '부'가 복수의 물리적 및/또는 논리적 부품들로 구현될 수도 있다.

이하 도 1 내지 도 9를 참조하여 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치 및 노드의 일 실시예에 대해서 설명하도록 한다.

도 1은 무선 통신 시스템의 일 실시예에 대한 블록도이다.

도 1에 도시된 바를 참조하면, 무선 통신 시스템(1)은, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N, 여기서 N은 1 이상의 자연수)와 노드(10-1, …, 10-N) 중 적어도 하나가 무선으로 액세스 가능한 액세스 포인트 장치(20)를 포함할 수 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)는 상호 통신 가능하게 마련된다. 이 경우, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)는 무선 통신 네트워크를 통해 접속할 수 있으며, 여기서 무선 통신 네트워크는 근거리 통신 네트워크 및 원거리 네트워크 중 적어도 하나를 기반으로 구축된 것일 수 있다.

일 실시예에 의하면, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)는 IEEE 802.11 계열의 통신 표준을 기반으로 상호 통신을 수행할 수도 있다. 보다 구체적으로는 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)는, 무선 국지 네트워크(WLAN; Wireless Local Area Network)를 구현하기 위한 IEEE 802.11ax 통신 표준(규약)을 기반으로 통신을 수행할 수도 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)는 상향 링크(업 링크라 지칭 가능하다)를 통해 액세스 포인트 장치(20)로 데이터를 전송하고, 또한 반대로 액세스 포인트 장치(20)는 하향 링크(다운 링크라 지칭 가능하다)를 통해 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)로 데이터를 전송할 수도 있다.

만약 IEEE 802.11ax 통신 표준을 이용하는 경우, 하향 링크를 통하여 데이터를 전송할 때뿐만 아니라, 상향 링크를 이용하여 데이터를 전송할 때에도 다중 유저 다중 입출력(MU-MIMO) 기술 및 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 기술이 적용될 수도 있다. 상향 링크가 이용되는 경우, 각각의 노드(10-1, …, 10-N)는 액세스 포인트 장치(20)로부터 전송 권한을 획득한 후, 액세스 포인트 장치(20)로 데이터를 전송할 수도 있다. 이에 대해선 후술한다.

또한, 실시예에 따라서 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및/또는 액세스 포인트 장치(20)는 변조(modulation)를 위하여 다중 입출력-직교 주파수 분할 다중 접속(MIMO-OFDMA) 기술을 채용하여 구현된 것일 수도 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)는, 액세스 포인트 장치(20)와 통신을 수행할 수 있는 전자 장치를 이용하여 구현될 수 있다. 여기서 전자 장치는, 예를 들어, 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트 폰, 태블릿 피씨, 두부 장착형 디스플레이(HMD, Head Mounted Display) 장치, 스마트 시계, 디지털 텔레비전, 셋톱 박스, 내비게이션 장치, 개인용 디지털 보조기(PDA, Personal Digital Assistant), 휴대용 게임기, 가전기기(냉장고나 세탁기 등을 포함할 수 있다), 차량, 전자 칠판, 전자 광고판, 음향 재생 장치(인공 지능으로 구동 가능한 것을 포함할 수 있다) 및/또는 이외 액세스 포인트 장치(20)와 통신 가능한 다양한 장치를 포함할 수 있다.

복수의 노드(10-1, …, 10-N)가 마련된 경우, 각각의 노드(10-1, …, 10-N)는 서로 동종의 장치를 이용하여 구현된 것일 수도 있고, 또는 전부 또는 일부가 서로 상이한 장치를 이용하여 구현된 것일 수도 있다.

일 실시예에 의하면, 각각의 노드(10-1, …, 10-N)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 통신부(11-1, …, 11-N) 및 프로세서(12-1, …, 12-N)을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 저장부(13-1, …, 13-N)을 더 포함할 수도 있다.

각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 통신부(11-1, …, 11-N)는, 상술한 무선 통신 기술(예를 들어, IEEE 802.11ax 통신 표준)을 기반으로 액세스 포인트 장치(20)의 제1 통신부(21)과 상호 소정의 데이터를 송수신할 수 있다. 이 경우, 각각의 통신부(11-1, …, 11-N)는 각각의 노드(10-1, …, 10-N)에 입력된 사용자의 명령이나 미리 정의된 설정 등에 따라서 상호 독립적으로 동작하도록 마련된 것일 수 있다. 통신부(11-1, …, 11-N)는, 설계자의 선택에 따라서 안테나, 소정의 통신 칩 및/또는 관련 부품을 이용하여 구현될 수 있다.

통신부(11-1, …, 11-N)는 예를 들어, 액세스 포인트 장치(20)로부터 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R, Trigger Frame For Random Access) 및 트리거 프레임(TF, Trigger Frame) 중 적어도 하나를 수신하고, 이에 응하여 각 노드(10-1, …, 10-N)의 버퍼 상태 정보(BSR, Buffer Status Report) 프레임을 액세스 포인트 장치(20)로 전송할 수도 있다. 또한, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)가 액세스 포인트 장치(20)로부터 전송 기회(TXOP, Transmission Opportunity)를 획득한 경우, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)의 대응하는 통신부(11-1, …, 11-N)는 소정의 데이터를 액세스 포인트 장치(20)로 전송할 수도 있다.

각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 프로세서(12-1, …, 12-N)는 각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 동작을 제어하거나 및/또는 각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 동작에 필요한 각종 연산 처리를 수행할 수 있다. 프로세서(12-1, …, 12-N)는, 예를 들어, 중앙 처리 장치(CPU, Central Processing Unit), 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU, Micro Controller Unit), 마이컴(Micom, Micro Processor), 애플리케이션 프로세서(AP, Application Processor), 전자 제어 유닛(ECU, Electronic Controlling Unit) 및/또는 각종 연산 처리 및 제어 신호의 생성이 가능한 다른 전자 장치 등(이하 중앙처리장치 등)을 이용하여 구현될 수 있다. 이들 장치는 예를 들어 하나 또는 둘 이상의 반도체 칩 및 관련 부품을 이용하여 마련된다.

프로세서(12-1, …, 12-N)는, 저장부(13-1, …, 13-N)에 저장된 애플리케이션(프로그램이나 앱 등으로 지칭 가능하다)을 구동시켜, 미리 정의된 연산, 판단, 처리 및/또는 제어 동작 등을 수행할 수도 있다. 여기서, 저장부(13-1, …, 13-N)에 저장된 애플리케이션은, 프로그램은, 설계자에 의해 미리 작성되어 저장된 것일 수도 있고, 또는 노드(10-1, …, 10-N)가 유선 또는 무선 통신 네트워크를 통해 접속 가능한 특정한 서버 장치 또는 전자 소프트웨어 유통망 등을 통하여 획득 또는 갱신된 것일 수도 있다.

통신부(11-1, …, 11-N) 및 프로세서(12-1, …, 12-N) 중 적어도 하나는 후술하는 액세스 포인트 장치(20)와 노드(10-1, …, 10-N) 간의 통신 과정을 수행할 수 있도록 마련된다. 이 경우, 통신부(11-1, …, 11-N) 및 프로세서(12-1, …, 12-N) 중 어느 하나만이 후술하는 통신 과정을 수행할 수도 있고, 또는 이들이 상호 조합되어 후술하는 액세스 포인트 장치(20)와 노드(10-1, …, 10-N) 간의 통신 과정을 수행할 수도 있다.

저장부(13-1, …, 13-N)는 노드(10-1, …, 10-N)에 필요한 각종 데이터나 애플리케이션 등을 저장할 수 있도록 마련된다. 저장부(13-1, …, 13-N)는, 예를 들어, 주기억장치 및 보조기억장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 주기억장치는 롬(ROM) 및/또는 램(RAM)과 같은 반도체 저장 매체를 이용하여 구현된 것일 수 있으며, 보조기억장치는, 플래시 메모리 장치, SD(Secure Digital) 카드, 솔리드 스테이트 드라이브(SSD, Solid State Drive), 하드 디스크 드라이브(HDD, Hard Disc Drive), 컴팩트 디스크(CD) 등과 같은 광 기록 매체(optical media) 등과 같이 데이터를 영구적 또는 반영구적으로 저장 가능한 적어도 하나의 저장 매체를 이용하여 구현될 수 있다.

액세스 포인트 장치(20)는, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)가 접근할 수 있도록 마련되며, 또한 필요에 따라 외부의 다른 유선 통신 네트워크 및/또는 무선 통신 네트워크(이하 유무선 통신 네트워크)와 연결되어 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)와 외부의 다른 유무선 통신 네트워크를 상호 연결시킬 수 있다.

액세스 포인트 장치(20)는, 무선 랜 서비스를 제공할 수 있도록 마련된 통상적인 액세스 포인트 장치일 수도 있고, 무선 공유기나 유무선 공유기 등일 수도 있다. 또한, 액세스 포인트 장치(20)는 액세스 포인트 기능을 실행할 수 있는 데스크톱 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿 피씨 또는 가전 기기 등을 포함할 수도 있다. 이외에도 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)가 접근 가능한 다양한 장치가 액세스 포인트 장치(20)의 일례로 채용될 수 있다.

액세스 포인트 장치(20)는, 일 실시예에 의하면, 제1 통신부(21), 프로세서(22), 저장부(23) 및 제2 통신부(24)를 포함할 수 있다. 이들(21 내지 24) 중 적어도 하나는 설계자의 임의적 선택에 따라 생략 가능하다.

제1 통신부(21)는 상술한 무선 통신 기술(예를 들어, IEEE 802.11ax)을 이용하여 각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 각각의 통신부(11-1, …, 11-N)와 데이터를 송수신할 수 있도록 마련된다. 예를 들어, 제1 통신부(21)은 트리거 프레임(TF) 및 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R) 중 적어도 하나를 각각의 노드(10-1, …, 10-N)의 각각의 통신부(11-1, …, 11-N) 중 적어도 하나로 전송하고, 각각의 통신부(11-1, …, 11-N)에서 전송된 버퍼 상태 정보(BSR)를 수신할 수도 있다. 또한, 제1 통신부(21)는 제2 통신부(24)로부터 전달된 데이터를 각 노드(10-1, …, 10-N)의 통신부(11-1, …, 11-N)로 전송하거나, 전송 기회(TXOP)를 획득한 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)로부터 소정의 데이터를 수신할 수도 있다.

프로세서(22)는 액세스 포인트 장치(20)의 전반적인 동작을 제어하거나, 및/또는 필요한 각종 연산 처리를 수행할 수 있다. 액세스 포인트 장치(20)의 프로세서(22) 역시 중앙 처리 장치 등을 이용하여 구현될 수 있다.

프로세서(22)는 저장부(23)에 저장된 애플리케이션을 구동시켜 미리 정의된 소정의 동작(들)을 수행할 수 있다. 여기서 저장부(23)에 저장된 애플리케이션은, 상술한 바와 동일하게 설계자에 의해 미리 작성되어 저장된 것일 수도 있고, 또는 유무선 통신 네트워크를 통해 접속 가능한 특정한 서버 장치 또는 전자 소프트웨어 유통망 등을 통하여 획득 또는 갱신된 것일 수도 있다.

통신부(21) 및 프로세서(22) 중 적어도 하나는 액세스 포인트 장치(20)와 노드(10-1, …, 10-N) 간의 통신에 필요한 소정의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(22)는 버퍼 상태 정보(BSR)를 전송한 노드(10-1, …, 10-N) 중 적어도 하나를 선택하고, 선택된 노드(10-1, …, 10-N)에 트리거 프레임(TF)이 전송될 수 있도록 제1 통신부(21) 등을 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(22)는 버퍼 상태 정보(BSR)를 통해 수신 가능한 데이터의 액세스 카테고리(AC, Access Category)를 기반으로 트리거 프레임(TF)의 중요도를 결정하거나, 결정한 트리거 프레임(TF)의 중요도를 기반으로 중재 인터 프레임 공간 번호(AIFSN, Arbitration Interframe Space Number)를 결정하고, 및/또는 경쟁 윈도우(CW)의 크기를 결정할 수도 있다. 상술한 프로세서(22)의 동작의 전부 또는 일부는 통신부(21)의 통신 칩 또는 관련 회로에 의해 구현되는 것도 가능하다.

저장부(23)는 액세스 포인트 장치(20)의 동작에 필요한 각종 정보를 저장할 수 있으며, 예를 들어 프로세서(22)의 동작에 필요한 각종 프로그램이나 알고리즘을 저장하고 있을 수 있다. 저장부(23)에 저장된 프로그램이나 데이터는 설계자 등에 의해 직접 입력된 것일 수도 있고 또는 제2 통신부(24) 등을 통해 외부로부터 수신한 것일 수도 있다.

제2 통신부(24)는 액세스 포인트 장치(20)가 유선 통신 네트워크 및/또는 무선 통신 네트워크에 접속할 수 있도록 한다. 이에 따라 액세스 포인트 장치(20)는 외부의 다른 장치(예를 들어, 서버 장치) 등과 통신을 수행할 수 있게 된다. 제2 통신부(24)를 통해 수신된 데이터는, 미리 정의된 설정에 따라서 제1 통신부(21)를 경유하여 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)로 전달될 수 있고, 반대로 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)로부터 제1 통신부(21)로 전달된 데이터는 제2 통신부(24)를 통해 외부의 다른 장치로 전달될 수도 있다.

이하 IEEE 802.11ax 표준을 기반으로 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)가 통신을 수행하는 일례를 들어, 무선 통신 시스템(1)의 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)가 동작하는 일례를 설명하도록 한다. 그러나, 이는 예시적인 것으로 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)의 동작은 IEEE 802.11ax를 기반으로 통신을 수행하는 것에 한정되는 것은 아니다. 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N) 및 액세스 포인트 장치(20)는 IEEE 802.11ax 외에도 이를 기초로 새롭게 개발되거나 보완되는 다른 통신 표준이나 또는 이를 실질적으로 대체할 수 있는 다른 통신 표준 등을 기반으로 통신을 수행할 수도 있다.

도 2는 액세스 포인트 장치와 노드 간의 통신의 일례를 설명하는 도면이다.

도 2에 도시된 바를 참조하면, 우선 액세스 포인트 장치(20)는 다중사용자 전송 요청(RTS, request to send) 프레임을, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m, 여기서 k는 1보다 큰 자연수이고, m은 k보다 작은 자연수로 정의된다)로 각각 전송하고(s1), 다중 사용자 전송 요청 프레임을 수신한 각각의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)는 다중 사용자 전송 요청 프레임에 응하여 각 노드(10-1, …, 10-k+1-m)의 통신 가능 여부에 대한 프레임, 예를 들어, CTS(clear-to-send) 프레임을 액세스 포인트 장치(20)로 전송할 수 있다(s2). 액세스 포인트 장치(20) 및 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m) 사이의 통신은 전자기파 등을 통하여 무선으로 상호 전달될 수 있다. 이에 따라 액세스 포인트 장치(20) 및 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m) 사이의 통신 과정이 개시된다.

각 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 통신 가능 여부에 대한 프레임을 수신하면, 이에 응하여 액세스 포인트 장치(20)는, 순차적으로 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)을 전송할 수 있다(s3). 이 경우, 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)은 통신 가능 여부에 대한 프레임을 전송한 노드(10-1, …, 10-k+1-m)에만 전송될 수도 있으며, 필요에 따라 노드(10-1, …, 10-k+1-m) 전부에 전송될 수도 있고, 또는 일부에만 전송될 수도 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)는, 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)의 수신에 응하여 액세스 포인트 장치(20)로 버퍼 상태 정보(BSR)를 전송한다(s4-1, s4-2). 상황에 따라서, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m) 중 일부의 노드(10-1, …, 10-m)가 선행하여 액세스 포인트 장치(20)로 버터 상태 정보를 전송하고(s4-1), 다른 일부의 노드(10-m, …, 10-k+1-m)는 후행하여 액세스 포인트 장치(20)로 버터 상태 정보(BSR)을 전송할 수도 있다(s4-2).

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)에서 전송되는 버퍼 상태 정보(BSR)은 각각의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)가 전송하는 데이터에 관한 접근 카테고리(AC, Access Category)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이와 같은 접근 카테고리(AC)는 예를 들어, 버퍼 상태 정보(BSR) 프레임의 접근 카테고리 지시 비트맵 서브 필드(AC indication bitmap subfield)에 의해 정의될 수 있다.

버퍼 상태 정보(BSR)는 복수 종류의 접근 카테고리(AC)에 대한 데이터를 포함할 수 있다. IEEE 802.11ax의 경우, 전송 기회 공유(TXOP sharing) 기술을 이용하여 서로 상이한 이종의 접근 카테고리(AC)에 속한 데이터를 결합할 수 있다. 다시 말해서, 동일한 전송 기회 공유(TXOP sharing) 기술을 이용하여 서로 상이한 접근 카테고리(AC)에 포함되는 데이터를 동시에 전송할 수 있게 된다. 이 경우, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 전달되는 데이터는 서로 상이한 우선 순위를 가진 데이터일 수 있다. 이와 같이 데이터의 우선 순위를 반영하기 위하여, 버퍼 상태 정보(BSR)이 포함하는 복수 종류의 접근 카테고리(AC)는 각각 서로 상이한 우선 순위를 갖도록 정의된 것일 수 있다. 예를 들어, 버퍼 상태 정보(BSR)는 네 종류의 접근 카테고리(AC)를 포함할 수도 있으며, 보다 구체적으로는 네 종류의 접근 카테고리(AC)는, 최하위 우선 순위를 갖고 배경(background) 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BK), 하위 우선 순위를 갖고 베스트 에포트(best effort) 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BE), 상위 우선 순위를 갖고 영상(Video)에 대응하는 접근 카테고리(AC_VI) 및 최상위 우선 순위를 갖고 음성(Voice)에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)를 포함할 수도 있다. 그러나, 접근 카테고리(AC)의 종류 및 개수는 이에 한정되는 것은 아니다.

액세스 포인트 장치(20)는 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 버퍼 상태 정보(BSR)를 수신하면, 이에 응하여 수신한 버퍼 상태 정보(BSR)을 기반으로 상향 링크 전송을 위한 가상의 큐(queue)를 생성하고, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 가용 가능한 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)을 선별할 수 있다. 이 경우, 액세스 포인트 장치(20)는 미리 정의된 알고리즘을 이용하여 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)의 한도 내에서 수신할 데이터를 선별할 수 있다. 예를 들어, 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)이 m개의 단위(unit)로 구분되고, 그 개수(m)가 모든 노드(10-1, …, 10-k+1-m)의 개수보다 작다면, 액세스 포인트 장치(20)는 최대로 가용 가능한 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)에 따라서 수신할 데이터를 선별할 수 있다. 또한 실시예에 따라서 액세스 포인트 장치(20)는 최대로 가용 가능한 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)의 개수(m)에 따라서, 모든 노드(10-1, …, 10-k+1-m) 중 일부의 노드(10-1, …, 10-m)의 데이터(예를 들어, BSR)를 수신하고, 일정 시간이 경과된 이후에 다른 일부의 노드(10-m, …, 10-k+1-m)의 데이터(예를 들어, BSR)를 수신하도록 마련될 수도 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 버퍼 상태 정보(BSR)가 수신되면, 액세스 포인트 장치(20)는 분포된 조화 함수(DCF, Distributed Coordination Function)을 이용하여 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)에 대해 채널에 접근할 권한을 차별적/차등적으로 할당할 수 있다.

구체적으로 이와 같은 차등적 접근 권한의 할당은 채널 경쟁 구간에서 수행될 수 있다(s10).

도 3은 트리거 프레임의 채널 접근의 일례를 도시한 도면이다.

채널 경쟁 구간(s10)은 액세스 포인트 장치(20)가 트리거 프레임(TF)을 전송하기 위해서 다른 노드(10-1, …, 10-k+1-m)들과 마찬가지로 분포된 조화 함수(DCF)에 따라 채널 접근을 위한 경쟁을 하는 구간을 의미하며, 도 3에 도시된 바와 같이 비지 미디엄(Busy Medium) 상태인 구간(s11)과, 임의의 프레임 간 간격(AIFS, Arbitrary Inter-Frame Space)인 구간(s12)과 경쟁 윈도우(CW, s13)인 구간을 포함할 수 있다.

비지 미디엄 상태인 구간(s11)은, 액세스 포인트 장치(20)가 다른 장치와 통신을 수신하고 있는 구간을 의미한다. 다시 말해서, 전송이 감지되고 있는 구간을 의미한다. 비지 미디엄 구간(s11)이 종료되면(즉, 채널이 아이들(idle) 상태가 되면), 순차적으로 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)이 진행된다.

임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)은 여러 단말기(즉, 노드)가 동시 접근하는 경우 충돌을 회피하기 위해 데이터 송출을 일정 기간 동안 지연 및 대기시키기 위한 시간 간격을 의미한다. 임의의 프레임 간 간격(AIFS)은, 예를 들어, 소정의 접근 카테고리(AC)에 대응하는 슬롯 카운트 값(즉 프레임 간 간격 번호(AIFSN, Arbitrary Inter-Frame Space Number))과 슬롯 시간 등을 기반으로 결정될 수 있다.

임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)이 종료되면, 순차적으로 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)이 처리된다. 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13) 내에서는 선택된 임의의 값에 따라서 백오프 처리(backoff procedure)가 수행된다.

임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12) 이후 선택된 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로 트리거 프레임(TF)이 전송되고(s5), 선택된 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 상향 링크 다중 사용자 물리적 프로토콜 데이터 유닛(UL MU PPDU, Uplink Multi-user Physical Protocol Data Unit)이 상향 링크를 통해 전송된다(s6). 이와 같은 과정을 거쳐 접속하고자 하는 노드들(10-1, …, 10-k+1-m) 중 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)는 상향 링크 멀티 사용자 데이터를 송신할 수 있는 전송 기회(TXOP)를 획득할 수 있게 된다. 다시 말해서, 하나 또는 둘 이상의 노드(10-1, …, 10-k+1-m 중 하나 또는 둘 이상)는 전송 권한을 액세스 포인트 장치(20)로부터 획득하게 된다. 전송 권한을 획득한 노드(10-1, …, 10-k+1-m)는, 필요에 따라서, 업 링크 데이터를 액세스 포인트 장치(20)로 전송할 수 있다. 다수의 노드(10-1, …, 10-k+1-m)는, 상향 링크 다중 노드 데이터를 전송할 때에는 상술한 다중 유저 다중 입출력(MU-MIMO) 기술 및/또는 직교 주파수 분할 다중 접속(OFDMA) 기술을 통하여 데이터를 전송할 수도 있다.

일 실시예에 의하면, 액세스 포인트 장치(20)는 노드(10-1, …, 10-k+1-m)로부터 전송되는 데이터의 중요도를 기반으로 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기를 결정하여 조절하거나, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 결정하여 조절하거나, 또는 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12) 및 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13) 양자의 크기를 함께 조절할 수 있다.

구체적으로 먼저 액세스 포인트 장치(20)의 통신부(21) 및/또는 프로세서(22)는, 상향 링크를 통해 전달되는 데이터(즉, 상향 링크 트래픽)에 따른 트래픽 프레임(TF)의 중요도를 결정할 수 있다. 상향 링크 트래픽은 하나의 접근 카테고리(AC)의 데이터일 수도 있고, 서로 상이한 접근 카테고리(AC)의 데이터가 혼합된 것일 수도 있다. 액세스 포인트 장치(20)는 버퍼 상태 정보(BSR) 내의 복수의 접근 카테고리(AC)를 기반으로 상향 링크 트래픽의 중요도를 연산할 수 있다. 다시 말해서, 액세스 포인트 장치(20)는 혼합된 데이터의 서로 상이한 복수의 접근 카테고리(AC)의 종류를 기반으로 중요도를 결정할 수 있다.

수신된 데이터에 대해 가용 가능한 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)이 각각 할당되는 경우, 상향 링크 트래픽 역시 이에 대응하는 각각의 유닛(unit)으로 묶일 수 있다. 만약 상술한 바와 같이 가용 가능한 리소스 유닛(RU1 내지 RUm) 가능한 RU의 수가 m개라면, m개의 유닛의 상향 링크 트래픽이 하나의 트리거 프레임의 전송으로 최대 전송 가능하게 된다. 즉, 전체 상향 링크 트래픽은 m개의 유닛의 상향 링크 트래픽의 조합으로 형성된다.

이 경우, 액세스 포인트 장치(20)는, 일 실시예에 의하면, 하기의 수학식 1을 기반으로 트리거 프레임의 중요도(W_TF)를 연산할 수 있다.

수학식 1에서 W_TF는 상향 링크 트래픽에 대응하는 트리거 프레임의 중요도이고, w_0는 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)에 대한 가중치이고, w_1은 영상에 대응하는 접근 카테고리(AC_VI)에 대한 가중치이며, w_2는 베스트 에포트 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BE)에 대한 가중치이고, w_3은 배경 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BK)에 대한 가중치이다. 여기서, 가중치(w_0, w_1, w_2, w_3)는 우선 순위에 따라서 정의될 수 있다. 구체적으로 이들 가중치(w_0, w_1, w_2, w_3)는 0보다 크며 1보다 작게 정의될 수 있다. 또한, 가중치(w_0, w_1, w_2, w_3)는 우선 순위에 비례하여 정의될 수 있다. 다시 말해서, 우선 순위가 높은 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)에 대한 가중치(w_0)는 다른 가중치(w_1, w_2, w_3)에 비해 상대적으로 더 크게 정의되고, 우선 순위가 낮은 배경 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BK)는 다른 가중치(w_0, w_1, w_2)에 비해 상대적으로 더 적게 정의될 수 있다(즉, 0< w_3 =< w_2 =< w_1 =< w_0 < 1).

k_0는 상향 링크 데이터 내의 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)에 해당하는 유닛의 개수이고, k_1은 영상에 대응하는 접근 카테고리(AC_VI)에 해당하는 유닛의 개수이다. k_2는 배경 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BK)에 해당하는 유닛의 개수이며, k_3은 상향 링크 데이터 내의 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)에 해당하는 유닛의 개수이다. 또한, m은 상향 링크 트래픽의 유닛의 개수이며, 이는 리소스 유닛(RU1 내지 RUm)의 개수와 동일할 수 있다. k_0 내지 k_3의 합은 m이다(즉, k_0+k_1+k_2+k_3=m).

다시 말해서 중요도(W_TF)는 특정한 접근 카테고리(AC)에 해당하는 유닛의 개수들의 가중합을 기반으로 연산하여 획득되되, 상대적으로 우선 순위가 높은 접근 카테고리(AC)에 더 높은 가중치를 부가하여 획득된 값일 수 있다.

상향 링크 트래픽의 구성에 따라서 중요도(W_TF)가 결정되면, 순차적으로 액세스 포인트 장치(20)는 결정된 중요도(W_TF)를 기반으로 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12) 및 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13) 중 적어도 하나의 구간의 길이를 조절할 수 있다.

구체적으로, 일 실시예에 의하면, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기를 결정할 수 있다. 즉, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)가 크면 클수록 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기를 상대적으로 축소시키고, 반대로 중요도(W_TF)가 작으면 작을수록 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기를 상대적으로 증가시킬 수 있다.

도 4는 경쟁 윈도우(CW)의 크기를 설정하는 방법의 일례를 도시한 도표이다.

일 실시예에 의하면, 액세스 포인트 장치(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 결정할 수도 있다. 즉, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)가 상대적으로 크면 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 상대적으로 작게 결정하고, 반대로 중요도(W_TF)가 상대적으로 작으면 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 예를 들어, 중요도(W_TF)가 1인 경우, 액세스 포인트 장치(20)는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 4로 결정하고, 중요도(W_TF)가 0.9인 경우, 액세스 포인트 장치(20)는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 5로 결정할 수 있다. 또한, 중요도(W_TF)가 0.6인 경우, 액세스 포인트 장치(20)는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 7로 결정하고, 중요도(W_TF)가 0.1인 경우, 액세스 포인트 장치(20)는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 14로 결정할 수 있다. 실시예에 따라서, 결정된 중요도(W_TF)에 따른 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기는 도 4에 도시된 바와 같이 사용자 또는 설계자에 의해 미리 정의된 것일 수도 있고, 또는 별도로 마련된 소정의 수학식을 기반으로 하는 연산 과정에서 도출되는 것일 수도 있다. 이와 같이 결정된 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최소 크기를 의미할 수 있다.

또한, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)를 기반으로 지수적 백오프 절차(Exponential Backoff Procedure) 메커니즘을 설정할 수도 있다.

일 실시예에 의하면, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)를 기반으로 백오프 스테이지(backoff stage)의 증가에 따른 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기의 증가율을 설정할 수도 있다. 백오프란 송출 직후 충돌이 검출된 경우 재전송 전에 임의적으로 지연 대기하는 것으로 적어도 하나의 슬롯 시간을 부가하는 것으로 수행된다. 백오프 스테이지는 충돌 검출 회수에 따라 증가할 수도 있다. 액세스 포인트 장치(20)는 결정된 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 증가율의 값을 결정할 수 있다. 다시 말해서, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)가 상대적으로 크면 증가율을 상대적으로 작게 결정하고, 반대로 중요도(W_TF)가 상대적으로 작으면 증가율을 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 중요도(W_TF)가 상대적으로 큰 0.9 또는 1인 경우, 증가율은 상대적으로 작은 2로 결정되고, 중요도(W_TF)가 0.7 또는 0.8인 경우, 증가율은 3으로 결정될 수 있다. 또한, 중요도(W_TF)가 상대적으로 작은 0.1 또는 0.2인 경우, 증가율은 상대적으로 큰 6으로 결정될 수 있다.

또한, 일 실시예에 의하면, 액세스 포인트 장치(20)는 중요도(W_TF)를 기반으로 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기를 결정할 수도 있다. 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)은 백오프 스테이지의 증가에 따라서 증가될 수 있는데, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는, 이와 같은 백 오프 스테이지의 증가에 따라 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)이 가질 수 있는 최대 크기를 의미한다. 액세스 포인트 장치(20)는 상술한 바와 동일하게 결정된 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기를 결정할 수 있다. 다시 말해서, 중요도(W_TF)가 크면 클수록 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는 작게 결정되고, 반대로 중요도(W_TF)가 작으면 작을수록 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는 상대적으로 크게 결정될 수 있다. 보다 구체적으로 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 중요도(W_TF)가 상대적으로 큰 1인 경우, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는 상대적으로 작은 8로 결정된다. 중요도(W_TF)가 중간 정도인 0.5 또는 0.6인 경우, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는 64 또는 54로 결정될 수 있다. 또한, 중요도(W_TF)가 상대적으로 작은 0.1로 결정된 경우, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기는 상대적으로 큰 448로 결정될 수 있다.

이상 도 4를 참조하여, 각 중요도(W_TF)에 대응하는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기, 증가율 및 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기를 결정하는 방법을 설명하였다. 도 4에는 각 중요도(W_TF)에 대응하는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기, 증가율 및 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기가 도시되어 있으나 이는 예시적인 것으로, 설계자의 선택이나 필요에 따라서 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기, 증가율 및 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)는 도 4에 도시된 바와는 상이한 방법으로 정의될 수 있음은 자명하다. 또한, 도 4에는 각 중요도(W_TF)에 따른 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기 및 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기가 모두 상이하게 정의되어 있으나 필요에 따라서 몇몇 중요도(W_TF)에 대응하는 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13) 및/또는 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기의 크기는 동일하게 정의되는 것도 가능하다.

도 5는 트리거 프레임의 가중치에 따른 액세스 포인트 장치의 동작의 일례를 도시한 도면이고, 도 6은 트리거 프레임의 가중치에 따른 액세스 포인트 장치의 동작의 다른 일례를 도시한 도면이다.

각 중요도(W_TF)에 대응하는 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기, 증가율 및 최대 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기가 결정되면, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 액세스 포인트 장치(20)는 동작을 수행하게 된다.

구체적으로 중요도(W_TF)가 수학식 1에 의해 0.8로 결정된 경우, 도 5에 도시된 바와 같이, 비지 미디엄(s11-1)이 종료된 후 개시되는 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12-1)의 크기는 상대적으로 짧게 결정되고 이에 따라 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12-1)은 단축되어 신속하게 수행된다. 아울러 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13-1)의 크기는 도 4에 도시된 바와 같이 5로 결정되어, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13-1) 역시 상대적으로 단축되어 신속하게 수행된다. 만약 중요도(W_TF)가 0.5로 결정된 경우, 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12-2)의 크기는 상대적으로 크게 결정되고 이에 따라 도 6에 도시된 바와 같이 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12-2)은 도 5에 도시된 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12-1)에 비해 상대적으로 연장되어 수행된다. 또한, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13-2)의 크기는 중요도(W_TF) 0.5에 대응하는 64로 결정되어, 도 6에 도시된 바와 같이 윈도우(CW) 구간(s13-2)은 도 5에 도시된 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13-1)보다 상대적으로 더 긴 기간 동안 수행되게 된다.

액세스 포인트 장치(20)가 트리거 프레임(TF)을 전송하기 위해 노드들(10-1, …, 10-k+1-m)이 다른 노드들(10-1, …, 10-k+1-m)과 경쟁하는 동안 할당되는 채널 접근 파라미터는 트리거 프레임(TF)의 중요도(W_TF)에 따라 상이하게 부여될 수 있게 되며, 따라서 중요도(W_TF)가 높을수록 채널 접근이 상대적으로 더 유리해진다. 다시 말해서, 상대적으로 중요도(W_TF)가 높은 데이터를 전송할 노드(10-1, …, 10-k+1-m)가 액세스 포인트 장치(20)의 채널 접근에 상대적으로 유리한 위치를 가지게 된다.

이하 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터 전송과 상술한 액세스 포인트 장치(20)의 동작에 따른 다중 유저 상향 링크 데이터 전송을 비교하도록 한다.

도 7은 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 일례를 도시한 도면이고, 도 8은 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 다른 일례를 도시한 도면이다. 도 9는 상술한 액세스 포인트 장치의 동작에 따른 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 일례를 도시한 도면이다.

도 7 및 도 8에 도시된 바를 참조하면, 종래의 다중 유저 상향 링크 데이터는, 접근 카테고리(AC)의 우선 순위를 고려하지 않고 또한 트리거 프레임에 대한 중요도를 분류하지 않고 수행되었다. 이에 따라 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리(AC)를 갖는 데이터가 수신된 경우(s21)에 있어서의 채널 경쟁 구간(s22)의 길이(l1)와, 동일한 우선 순위의 접근 카테고리(AC, 예를 들어 최상위 우선권을 갖는 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO))만을 갖는 데이터가 수신된 경우(s24)에 있어서의 채널 경쟁 구간(s25)의 길이(l2)는 서로 동일할 수밖에 없었다. 따라서, 트리거 프레임의 전송(s23, s26)은, 데이터의 중요성과 무관하게 실질적으로 동일한 시간 내에 수행되었다.

반면에 상술한 액세스 포인트 장치(20)의 동작을 기반으로 하는 다중 유저 상향 링크 데이터 전송의 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 최상위 우선권을 갖는 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)가 수신된 경우(s4), 채널 경쟁 구간(s10-1)의 길이(l3)는 다른 경우(s21, s24)에 비해 상대적으로 단축되므로, 보다 신속하게 트리거 프레임의 전송(s5)이 가능해지고, 이에 따라 무선 통신의 품질(QoS)가 개선되는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이하 도 10을 참조하여 무선 통신 방법의 일 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 10은 무선 통신 방법의 일 실시예에 대한 흐름도이다.

도 10에 도시된 바에 의하면, 적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)는 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)을 수신할 수 있다(100). 이 경우, 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)의 수신에 선행하여, 액세스 포인트 장치(20)의 다중 사용자 전송 요청(RTS) 전송 및 노드(10-1, …, 10-N)의 통신 가능 여부에 대한 프레임, 예를 들어, CTS(clear-to-send) 프레임 전송이 수행될 수도 있다.

적어도 하나의 노드(10-1, …, 10-N)는, 트리거 프레임(TF) 또는 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)의 수신에 응하여 액세스 포인트 장치(20)로 버퍼 상태 정보(BSR)를 전송할 수 있다(102). 버퍼 상태 정보(BSR)은 각각의 노드(10-1, …, 10-N)로부터 전송될 데이터에 관한 접근 카테고리(AC)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우, 버퍼 상태 정보(BSR)는 최하위 우선 순위를 갖고 배경 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BK), 하위 우선 순위를 갖고 베스트 에포트 트래픽에 대응하는 접근 카테고리(AC_BE), 상위 우선 순위를 갖고 영상에 대응하는 접근 카테고리(AC_VI) 및 최상위 우선 순위를 갖고 음성에 대응하는 접근 카테고리(AC_VO)의 네 종류의 접근 카테고리(AC)를 포함할 수도 있다.

버퍼 상태 정보(BSR)가 수신되면, 액세스 포인트 장치(20)는, 접근 카테고리(AC)에 대한 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도(W_TF)를 결정할 수 있다(104). 예를 들어, 액세스 포인트 장치(20)는 상술한 수학식 1을 이용하여 중요도(W_TF)를 연산할 수도 있다. 수학식 1을 이용하는 경우, 중요도(W_TF)는 우선 순위가 높은 접근 카테고리(AC)에 높은 가중치를 부여하여 가중합을 수행하고, 수행 결과를 전체 유닛의 개수(m)로 나누어 결정될 수 있다.

중요도(W_TF)가 결정되면, 결정된 중요도(W_TF)에 따라서 채널 경쟁 구간(s10)의 크기(길이)가 결정될 수 있다. 구체적으로 예를 들어, 채널 경쟁 구간(s10)의 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12) 및 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13) 중 적어도 하나의 구간의 길이가 중요도(W_TF)에 따라 결정될 수 있다(106). 이 경우, 임의의 프레임 간 간격(AIFS) 구간(s12)의 크기는 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 결정 및 설정될 수 있다. 또한, 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 크기의 증가율 및 경쟁 윈도우(CW) 구간(s13)의 최대 크기 중 적어도 하나도 중요도(W_TF)의 크기에 반비례하여 결정 및 설정될 수 있다.

중요도(W_TF)에 따라서 채널 경쟁 구간(s10)의 길이가 결정되고, 채널 경쟁 구간(s10)이 종료되면 액세스 포인트 장치(20)가 소정의 노드(10-1, …, 10-N)로 트리거 프레임(TF)를 전송하고(108), 소정의 노드(10-1, …, 10-N)는 이에 응하여 데이터를 액세스 포인트 장치(20)로 전송한다.

상술한 실시예에 따른 무선 통신 방법은, 컴퓨터 장치에 의해 구동될 수 있는 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 여기서 프로그램은, 프로그램 명령, 데이터 파일 및 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 프로그램은 기계어 코드나 고급 언어 코드를 이용하여 설계 및 제작된 것일 수 있다. 프로그램은 상술한 방법을 구현하기 위하여 특별히 설계된 것일 수도 있고, 컴퓨터 소프트웨어 분야에서 통상의 기술자에게 기 공지되어 사용 가능한 각종 함수나 정의를 이용하여 구현된 것일 수도 있다. 또한, 여기서, 컴퓨터 장치는, 프로그램의 기능을 실현 가능하게 하는 프로세서나 메모리 등을 포함하여 구현된 것일 수 있으며, 필요에 따라 통신 장치를 더 포함할 수도 있다.

상술한 무선 통신 방법을 구현하기 위한 프로그램은, 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터에 의해 판독 가능한 기록 매체는, 예를 들어, 하드 디스크나 플로피 디스크와 같은 자기 디스크 저장 매체, 자기 테이프, 콤팩트 디스크나 디브이디와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 기록 매체 및 롬, 램 또는 플래시 메모리 등과 같은 반도체 저장 장치 등 컴퓨터 등의 호출에 따라 실행되는 특정 프로그램을 저장 가능한 다양한 종류의 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 상술한 무선 통신 방법을 구현하기 위한 프로그램은, 하나의 기록 매체에 저장될 수도 있고, 또는 분리되어 복수의 기록 매체에 저장될 수도 있다.

상술한 무선 통신 방법을 구현하기 위한 프로그램은 하나 또는 둘 이상의 서버 장치에 설치된 하나 또는 둘 이상의 저장 장치에 기록될 수도 있다. 상술한 프로그램의 전부 또는 일부는 사용자의 요청이나 미리 정의된 설정에 따라서 액세스 포인트 장치 및 액세스 포인트 장치와 통신을 수행하도록 설정 가능한 단말 장치 중 적어도 하나에 전송될 수 있으며, 액세스 포인트 장치 및 단말 장치 중 적어도 하나는 상술한 프로그램의 전부 또는 일부를 설치하여 상술한 무선 통신 방법을 수행 가능하도록 마련될 수도 있다.

이상 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체의 여러 실시예에 대해 설명하였으나, 장치 및 방법은 오직 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 상술한 실시예를 기초로 수정 및 변형하여 구현 가능한 다양한 장치나 방법 역시 상술한 무선 통신 시스템, 액세스 포인트 장치, 무선 통신 방법, 무선 통신 방법을 수행하기 위한 프로그램 및 기록 매체의 일례가 될 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성 요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나 다른 구성 요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 또는 치환되더라도 상술한 장치 및 방법의 일 실시예가 될 수 있다.

10-1, … 10-N: 노드
20: 액세스 포인트 장치

Claims (20)

1. 버퍼 상태 정보를 송신하는 적어도 하나의 노드; 및
   상기 버퍼 상태 정보를 수신하고 상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하고, 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하도록 설정된 액세스 포인트 장치를 포함하고,
   상기 액세스 포인트 장치는 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하도록 설정된,
   무선 통신 시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고,
   상기 가중치는, 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의되는 무선 통신 시스템.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 액세스 포인트 장치는 상기 중요도를 기반으로 임의의 프레임 간 간격(Arbitrary Inter-Frame Space, AIFS) 구간의 크기, 경쟁 윈도우(Contention Window, CW) 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정하는,
   무선 통신 시스템.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정되는 무선 통신 시스템.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 액세스 포인트 장치는, 상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하고, 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 상기 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정되는 무선 통신 시스템.
   
7. 버퍼 상태 정보를 수신하는 통신부; 및
   상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하고, 상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하도록 설정된 프로세서를 포함하고,
   상기 프로세서는 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하도록 설정된,
   액세스 포인트 장치.
   
8. 삭제
9. 제7항에 있어서,
   상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고,
   상기 가중치는 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의되는,
   액세스 포인트 장치.
   
10. 제7항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 중요도를 기반으로 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정하도록 설정된,
    액세스 포인트 장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정되는 액세스 포인트 장치.
    
12. 제7항에 있어서,
    상기 통신부는, 상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하여, 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 상기 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정되도록 하는 액세스 포인트 장치.
    
13. 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계;
    상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계; 및
    상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계를 포함하고,
    상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계는 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하는 단계를 포함하는,
    무선 통신 방법.
    
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,
    상기 버퍼 상태 정보는 서로 상이한 우선 순위의 접근 카테고리를 포함하고, 상기 가중치는, 상기 가중치가 적용되는 데이터 유닛의 상기 우선 순위에 비례하여 정의되는 무선 통신 방법.
    
16. 제13항에 있어서,
    상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계는,
    상기 중요도를 기반으로 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기를 결정하는 단계;
    경쟁 윈도우 구간의 크기를 결정하는 단계;
    백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율을 결정하는 단계; 및
    상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나를 결정하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는,
    무선 통신 방법.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 임의의 프레임 간 간격 구간의 크기, 상기 경쟁 윈도우 구간의 크기, 백오프 스테이지의 증가에 따른 상기 경쟁 윈도우의 크기의 증가율 또는 상기 경쟁 윈도우 구간의 최대 크기 중 적어도 하나는, 상기 중요도에 반비례하여 결정되는 무선 통신 방법.
    
18. 제13항에 있어서,
    상기 채널 경쟁 구간이 종료되면 적어도 하나의 노드로 트리거 프레임을 전송하여 상기 트리거 프레임을 수신한 노드와 액세스 포인트 장치 사이의 상향 링크가 설정되는 단계를 더 포함하는,
    무선 통신 방법.
    
19. 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계;
    상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하되, 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하는, 상기 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계; 및
    상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계;를 실행시키기 위하여, 컴퓨터 장치에 의해 구동되며 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
    
20. 버퍼 상태 정보가 수신되는 단계;
    상기 버퍼 상태 정보를 기반으로 트리거 프레임의 중요도를 결정하되, 미리 정의된 가중치를 기반으로 전송되는 데이터의 유닛의 개수의 가중합을 이용하여 상기 중요도를 결정하는, 상기 트리거 프레임의 중요도를 결정하는 단계; 및
    상기 중요도를 기반으로 채널 경쟁 구간의 크기를 결정하는 단계;를 포함하는 방법을 수행하기 위한 프로그램이 저장된 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.

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