KR102218970B1 - 상향 다중 사용자 전송을 위한 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상향 다중 사용자 전송을 효율적으로 운영하기 위한 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 단말의 무선 통신 방법으로서, 하나 이상의 단말들의 상향 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 상향 프레임을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 경쟁-기반 상향 전송을 수행하기 위해 백오프 카운터가 상기 단말에 의해 유지되고, 상기 상향 프레임을 전송하는 단계는, 상기 단말이 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로의 상향 전송을 위한 제1 경쟁에 참여하는 경우 상기 백오프 카운터를 감소시키는 단계; 및 상기 백오프 카운터가 만료되면 상기 상향 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말을 제공한다.

Description

상향 다중 사용자 전송을 위한 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말{WIRELESS COMMUNICATION METHOD FOR UPLINK MULTI-USER TRANSMISSION AND WIRELESS COMMUNICATION TERMINAL USING THE SAME}

본 발명은 상향 다중 사용자 전송을 효율적으로 운영하기 위한 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말에 관한 것이다.

최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11은 2.4GHz 주파수를 이용한 초기의 무선랜 기술을 지원한 이래, 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 먼저, IEEE 802.11b는 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbps의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 밴드가 아닌 5GHz 밴드의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 밴드의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 하위 호환성(backward compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받았는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.

그리고 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 제정된 기술 규격으로서 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 수 있다.

무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율(Very High Throughput, VHT)을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되었다. 이 중 IEEE 802.11ac는 5GHz 주파수에서 넓은 대역폭(80MHz~160MHz)을 지원한다. IEEE 802.11ac 표준은 5GHz 대역에서만 정의되어 있으나 기존 2.4GHz 대역 제품들과의 하위 호환성을 위해 초기 11ac 칩셋들은 2.4GHz 대역에서의 동작도 지원할 것이다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 스테이션의 무선랜 속도는 최소 1Gbps, 최대 단일 링크 속도는 최소 500Mbps까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다. 또한, 기존 2.4GHz/5GHz 대신 60GHz 밴드를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gbps의 속도를 제공하는 전송규격으로서, 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합하다. 하지만 60GHz 주파수 밴드는 장애물 통과가 어려워 근거리 공간에서의 디바이스들 간에만 이용이 가능한 단점이 있다.

한편, 최근에는 802.11ac 및 802.11ad 이후의 차세대 무선랜 표준으로서, 고밀도 환경에서의 고효율 및 고성능의 무선랜 통신 기술을 제공하기 위한 논의가 계속해서 이루어지고 있다. 즉, 차세대 무선랜 환경에서는 고밀도의 스테이션과 AP(Access Point)의 존재 하에 실내/외에서 높은 주파수 효율의 통신이 제공되어야 하며, 이를 구현하기 위한 다양한 기술들이 필요하다.

본 발명은 전술한 바와 같이 고밀도 환경에서의 고효율/고성능의 무선랜 통신을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.

본 발명은 전력 절약 모드에서 단말들의 데이터 송수신을 효율적으로 운영하기 위한 목적을 가지고 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 밀집된 사용자 환경에서 복수의 단말들의 데이터 전송의 충돌 가능성을 줄이고, 안정적인 데이터 통신 환경을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.

또한, 본 발명은 복수의 단말들이 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 수행할 수 있도록 하기 위한 목적을 가지고 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 단말의 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말을 제공한다.

먼저, 본 발명은 단말의 무선 통신 방법으로서, 그룹 단위의 데이터 송수신을 위한 분산 접속 그룹 파라메터를 수신하는 단계, 상기 분산 접속 그룹 파라메터는 해당 BSS에 부여된 그룹 개수 정보를 포함함; 상기 분산 접속 그룹 파라메터에 기초하여, 상기 단말의 그룹 정보를 획득하는 단계; 및 상기 획득된 그룹 정보에 기초하여 데이터 전송을 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 그룹 단위의 데이터 송수신을 위한 분산 접속 그룹 파라메터를 수신하되, 상기 분산 접속 그룹 파라메터는 해당 BSS에 부여된 그룹 개수 정보를 포함하고, 상기 분산 접속 그룹 파라메터에 기초하여, 상기 단말의 그룹 정보를 획득하고, 상기 획득된 그룹 정보에 기초하여 데이터 전송을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 데이터 전송을 수행하는 단계는 기 설정된 접속 기간 동안 동일 그룹 정보를 갖는 적어도 하나의 단말들이 상기 데이터 전송에 참여하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동일 그룹 정보를 갖는 상기 적어도 하나의 단말들은 서로 다른 채널을 이용하여 동시에 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 동일 그룹 정보를 갖는 상기 적어도 하나의 단말들은 순차적으로 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.

이때, 기 설정된 접속 기간 동안 동일 그룹 정보를 갖는 상기 적어도 하나의 단말들은 상기 데이터 전송을 위한 백오프 절차를 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분산 접속 그룹 파라메터는 그룹간 접속 오프셋 정보를 더 포함하며, 상기 기 설정된 접속 기간은 상기 그룹간 접속 오프셋 시간 동안 채널이 유휴 할 때 종료되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기 설정된 접속 기간은 고정된 시간 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기 설정된 접속 기간이 종료되면, 다음 접속 순서의 그룹 정보를 갖는 단말들이 상기 데이터 전송에 참여하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 단말의 그룹 정보는 상기 그룹 개수 정보와 상기 단말의 식별자 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 단말의 그룹 정보는 상기 단말의 식별자 정보를 상기 그룹 개수로 모듈로 연산한 결과 값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 그룹 개수 정보는 개별 그룹의 접속 기간의 지속 시간에 기초하여 변경되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 분산 접속 그룹 파라메터는 비콘 또는 프로브 응답을 통해 전송되는 것을 특징으로 한다.

*본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 분산 접속 그룹 파라메터는 각 그룹의 단말들이 접속을 시작하는 시점을 나타내는 접속 시작 오프셋 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 본 발명은 대상 단말의 무선 통신 방법으로서, 다중 채널을 통해 BSS의 각 단말들로 전송될 하향 데이터를 지시하는 트리거 프레임을 수신하는 단계; 상기 트리거 프레임이 상기 대상 단말로 전송될 하향 데이터가 있음을 지시할 경우, 상기 하향 데이터를 수신하기 위한 대상 채널 정보를 획득하는 단계; 및 상기 대상 채널을 통해 상기 하향 데이터를 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 무선 통신을 위한 대상 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 대상 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 다중 채널을 통해 BSS의 각 단말들로 전송될 하향 데이터를 지시하는 트리거 프레임을 수신하고, 상기 트리거 프레임이 상기 대상 단말로 전송될 하향 데이터가 있음을 지시할 경우, 상기 하향 데이터를 수신하기 위한 대상 채널 정보를 획득하고, 상기 대상 채널을 통해 상기 하향 데이터를 수신하는 것을 특징으로 하는 대상 단말을 제공한다.

이때, 상기 대상 단말을 포함하는 BSS의 각 단말들은 다중 채널을 이용하여 동시에 하향 데이터를 수신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트리거 프레임에 대응하여 상기 대상 단말의 존재를 나타내는 데이터 요청 프레임을 상기 대상 채널을 통해 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 데이터 요청 프레임을 전송하기 위해 상기 대상 채널에서 백오프 절차를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되어 상기 대상 단말이 상기 데이터 요청 프레임을 전송한 경우, 상기 대상 채널을 통해 상기 대상 단말로 하향 데이터가 수신되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 대상 채널은 상기 대상 단말의 식별자 및 상기 BSS의 가용 채널 개수 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 상기 대상 채널은 상기 대상 단말의 식별자를 상기 가용 채널 개수 정보로 모듈로(modulo) 연산한 결과 값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 대상 단말의 식별자는 상기 대상 단말의 MAC 주소 또는 결합 ID 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예에 따르면, 상기 대상 채널은 상기 트리거 프레임에서 상기 대상 단말이 지시된 순서 및 상기 BSS의 가용 채널 개수 정보에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

더욱 구체적으로, 상기 대상 채널은 전송될 상기 트리거 프레임이 상기 전송될 하향 데이터가 있음을 지시한 단말들 중 상기 대상 단말이 지시된 순서를 상기 BSS의 가용 채널 개수 정보로 모듈로(modulo) 연산한 결과 값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 트리거 프레임은 TIM(Traffic Indication Map)인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 트리거 프레임은 상기 BSS의 가용 채널 개수 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 데이터 요청 프레임은 PS-Poll인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 BSS의 각 단말들은 전력 절약 모드에 있는 단말인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 데이터 요청 프레임의 전송과 상기 하향 데이터의 수신은 별도로 할당된 기간에 각각 수행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간 및 하향 데이터의 수신 기간은 복수 회 반복되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 반복되는 횟수 정보는 상기 트리거 프레임에 포함되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에 따르면, 상기 데이터 요청 프레임은 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간의 종료 시점까지의 듀레이션 정보를 포함하며, 상기 데이터 요청 프레임을 수신한 상기 BSS의 각 단말들은 상기 듀레이션 정보에 기초하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 데이터 요청 프레임은 조합된 전송자 주소 필드를 포함하며, 상기 조합된 전송자 주소 필드는 상기 데이터 요청 프레임을 전송하는 단말의 결합 ID와 상기 단말의 MAC 주소 하위 일부 정보를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하향 데이터는 복수의 단말들을 위한 병합된 데이터인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 병합된 데이터는 각 단말 별 MPDU를 복수 개 병합하여 구성된 A-MPDU를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 병합된 데이터는 A-MPDU를 복수 개 병합하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간의 설정을 위한 RTS-to-self 프레임을 더 수신하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 RTS-to-self 프레임은 수신자 주소와 전송자 주소가 모두 상기 BSS를 운영하는 AP의 MAC 주소로 설정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 RTS-to-self 프레임의 듀레이션 필드는 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타내는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간은 적어도 하나의 슬롯으로 구성되며, 각 슬롯마다 한 개의 단말의 데이터 요청 프레임 전송 기회가 부여되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 트리거 프레임은 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간이 시간 축으로 몇 개의 상기 슬롯으로 구성되어 있는지의 정보를 나타내는 슬롯 개수 필드를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 단말에 할당된 상기 데이터 요청 프레임 전송 기간의 회차는 상기 슬롯 개수, 상기 BSS의 가용 채널 개수 및 상기 트리거 프레임에서 상기 대상 단말이 지시된 순서에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 할당된 회차에서 상기 단말이 데이터 요청 프레임을 전송할 대상 채널 및 슬롯은 상기 슬롯 개수, 상기 BSS의 가용 채널 개수 및 상기 트리거 프레임에서 상기 대상 단말이 지시된 순서에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 밀집된 사용자 환경에서 각 단말들의 데이터 전송의 충돌 가능성을 줄임으로 접속에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 수신할 데이터가 있는 단말들이 데이터 요청 프레임을 전송할 수 있는 구간을 보장해 줌으로, 각 단말들이 신속히 데이터를 수신할 수 있도록 한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 단말들을 위한 데이터를 병합하여 전송함으로 데이터 전송에 필요한 오버헤드를 줄일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 경쟁 기반 채널 접근 시스템에서 전체 자원 사용률을 증가시키고, 무선랜 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타낸 도면.
도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸 도면.
도 8 내지 도 10은 분산 접속 그룹을 이용한 단말의 무선 통신 방법을 나타낸 도면.
도 11은 전력 절약 모드에서 TIM 및 PS-Poll을 이용한 데이터 전송 방법을 나타낸 도면.
도 12는 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 위한 데이터 요청 프레임의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 13 내지 도 18은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법들을 나타낸 도면.
도 19는 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 위한 데이터 요청 프레임의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 20 내지 도 25는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법들을 나타낸 도면.
도 26은 PS 폴링 기간의 설정을 위한 RTS-to-self 프레임을 나타낸 도면.
도 27 및 도 28은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법들을 나타낸 도면.
도 29는 다중 채널을 통해 각 단말들로 전송될 하향 데이터를 지시하는 트리거 프레임의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 30 및 도 31은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법들을 나타낸 도면.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 “이상” 또는 “이하”라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 “초과” 또는 “미만”으로 적절하게 대체될 수 있다.

본 출원은 대한민국 특허 출원 제10-2014-0076101호, 제10-2014-0076388호, 제10-2014-0080250호 및 제10-2014-0083847호를 기초로 한 우선권을 주장하며, 우선권의 기초가 되는 상기 각 출원들에 서술된 실시예 및 기재 사항은 본 출원의 상세한 설명에 포함되는 것으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 도시하고 있다. 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 베이직 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함하는데, BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 기기들의 집합을 나타낸다. 일반적으로 BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분될 수 있으며, 도 1은 이 중 인프라스트럭쳐 BSS를 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 스테이션(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 스테이션인 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2), 및 다수의 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다.

스테이션(Station, STA)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 디바이스로서, 광의로는 비 액세스 포인트(non-AP) 스테이션뿐만 아니라 액세스 포인트(AP)를 모두 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '단말'은 non-AP STA 또는 AP를 가리키거나, 양 자를 모두 가리키는 용어로 사용될 수 있다. 무선 통신을 위한 스테이션은 프로세서(Processor)와 송수신부(transmit/receive unit)를 포함하고, 실시예에 따라 유저 인터페이스부와 디스플레이 유닛 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하며, 그 밖에 스테이션을 제어하기 위한 다양한 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 송수신부는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신한다.

액세스 포인트(Access Point, AP)는 자신에게 결합된(associated) 스테이션을 위하여 무선 매체를 경유하여 분배시스템(DS)에 대한 접속을 제공하는 개체이다. 인프라스트럭쳐 BSS에서 비 AP 스테이션들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이지만, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP 스테이션들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. 한편, 본 발명에서 AP는 PCP(Personal BSS Coordination Point)를 포함하는 개념으로 사용되며, 광의적으로는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등의 개념을 모두 포함할 수 있다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 이때, 분배 시스템을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템인 독립 BSS를 도시하고 있다. 도 2의 실시예에서 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 2에 도시된 BSS3는 독립 BSS이며 AP를 포함하지 않기 때문에, 모든 스테이션(STA6, STA7)이 AP와 접속되지 않은 상태이다. 독립 BSS는 분배 시스템으로의 접속이 허용되지 않으며, 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다. 독립 BSS에서 각각의 스테이션들(STA6, STA7)은 다이렉트로 서로 연결될 수 있다.

*도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)은 프로세서(110), 송수신부(120), 유저 인터페이스부(140), 디스플레이 유닛(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.

먼저, 송수신부(120)는 무선랜 패킷 등의 무선 신호를 송수신 하며, 스테이션(100)에 내장되거나 외장으로 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 송수신부(120)는 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 이를 테면, 상기 송수신부(120)는 2.4GHz, 5GHz 및 60GHz 등의 서로 다른 주파수 밴드의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스테이션(100)은 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 AP 또는 외부 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 송수신부(120)는 스테이션(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 스테이션(100)이 복수의 송수신 모듈을 포함할 경우, 각 송수신 모듈은 각각 독립된 형태로 구비될 수도 있으며, 복수의 모듈이 하나의 칩으로 통합되어 구비될 수도 있다.

다음으로, 유저 인터페이스부(140)는 스테이션(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 스테이션(100)을 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.

다음으로, 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 상기 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 스테이션(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션(100)이 AP 또는 외부 스테이션과 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.

본 발명의 프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 스테이션(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 스테이션(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 AP와의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, AP가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 AP에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 스테이션(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시예에 따라 스테이션(100)의 일부 구성 이를 테면, 송수신부(120)등을 개별적으로 제어하기 위한 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있다. 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.

도 3에 도시된 스테이션(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 이를테면, 상기 프로세서(110) 및 송수신부(120)는 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있으며 별도의 칩으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 스테이션(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 스테이션(100)에 선택적으로 구비될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 프로세서(210), 송수신부(220) 및 메모리(260)를 포함할 수 있다. 도 4에서 AP(200)의 구성 중 도 3의 스테이션(100)의 구성과 동일하거나 상응하는 부분에 대해서는 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 적어도 하나의 주파수 밴드에서 BSS를 운영하기 위한 송수신부(220)를 구비한다. 도 3의 실시예에서 전술한 바와 같이, 상기 AP(200)의 송수신부(220) 또한 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 복수의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 서로 다른 주파수 밴드, 이를 테면 2.4GHz, 5GHz, 60GHz 중 두 개 이상의 송수신 모듈을 함께 구비할 수 있다. 바람직하게는, AP(200)는 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 송수신부(220)는 AP(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.

다음으로, 메모리(260)는 AP(200)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션의 접속을 관리하는 접속 프로그램이 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 AP(200)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 메모리(260)에 저장된 스테이션과의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, 하나 이상의 스테이션에 대한 통신 설정 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 통신 설정 메시지에는 각 스테이션의 접속 우선 조건에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 스테이션의 접속 요청에 따라 접속 설정을 수행한다. 프로세서(210)는 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.

도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시하고 있다.

도 5를 참조하면, STA(100)와 AP(200) 간의 링크는 크게 스캐닝(scanning), 인증(authentication) 및 결합(association)의 3단계를 통해 설정된다. 먼저, 스캐닝 단계는 AP(200)가 운영하는 BSS의 접속 정보를 STA(100)가 획득하는 단계이다. 스캐닝을 수행하기 위한 방법으로는 AP(200)가 주기적으로 전송하는 비콘(beacon) 메시지(S101)만을 활용하여 정보를 획득하는 패시브 스캐닝(passive scanning) 방법과, STA(100)가 AP에 프로브 요청(probe request)을 전송하고(S103), AP로부터 프로브 응답(probe response)을 수신하여(S105) 접속 정보를 획득하는 액티브 스캐닝(active scanning) 방법이 있다.

스캐닝 단계에서 성공적으로 무선 접속 정보를 수신한 STA(100)는 인증 요청(authentication request)을 전송하고(S107a), AP(200)로부터 인증 응답(authentication response)을 수신하여(S107b) 인증 단계를 수행한다. 인증 단계가 수행된 후, STA(100)는 결합 요청(association request)를 전송하고(S109a), AP(200)로부터 결합 응답(association response)을 수신하여(S109b) 결합 단계를 수행한다.

한편, 추가적으로 802.1X 기반의 인증 단계(S111) 및 DHCP를 통한 IP 주소 획득 단계(S113)가 수행될 수 있다. 도 5에서 인증 서버(300)는 STA(100)와 802.1X 기반의 인증을 처리하는 서버로서, AP(200)에 물리적으로 결합되어 존재하거나 별도의 서버로서 존재할 수 있다.

도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타내고 있다.

무선랜 통신을 수행하는 단말은 데이터를 전송하기 전에 캐리어 센싱(Carrier Sensing)을 수행하여 채널이 점유 상태(busy)인지 여부를 체크한다. 만약, 일정한 세기 이상의 무선 신호가 감지되는 경우 해당 채널이 점유 상태(busy)인 것으로 판별되고, 상기 단말은 해당 채널에 대한 액세스를 지연한다. 이러한 과정을 클리어 채널 할당(Clear Channel Assessment, CCA) 이라고 하며, 해당 신호 감지 유무를 결정하는 레벨을 CCA 임계값(CCA threshold)이라 한다. 만약 단말에 수신된 CCA 임계값 이상의 무선 신호가 해당 단말을 수신자로 하는 경우, 단말은 수신된 무선 신호를 처리하게 된다. 한편, 해당 채널에서 무선 신호가 감지되지 않거나 CCA 임계값보다 작은 세기의 무선 신호가 감지될 경우 상기 채널은 유휴 상태(idle)인 것으로 판별된다.

채널이 유휴 상태인 것으로 판별되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말은 각 단말의 상황에 따른 IFS(InterFrame Space) 이를테면, AIFS(Arbitration IFS), PIFS(PCF IFS) 등의 시간 뒤에 백오프 절차를 수행한다. 실시예에 따라, 상기 AIFS는 기존의 DIFS(DCF IFS)를 대체하는 구성으로 사용될 수 있다. 각 단말은 해당 단말에 할당된 난수(random number) 만큼의 슬롯 타임을 상기 채널의 유휴 상태의 간격(interval) 동안 감소시켜가며 대기하고, 슬롯 타임을 모두 소진한 단말이 해당 채널에 대한 액세스를 시도하게 된다. 이와 같이 각 단말들이 백오프 절차를 수행하는 구간을 경쟁 윈도우 구간이라고 한다.

만약, 특정 단말이 상기 채널에 성공적으로 액세스하게 되면, 해당 단말은 상기 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, 액세스를 시도한 단말이 다른 단말과 충돌하게 되면, 충돌된 단말들은 각각 새로운 난수를 할당 받아 다시 백오프 절차를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 각 단말에 새로 할당되는 난수는 해당 단말이 이전에 할당 받은 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다. 한편, 각 단말은 다음 경쟁 윈도우 구간에서 다시 백오프 절차를 수행하여 액세스를 시도하며, 이때 각 단말은 이전 경쟁 윈도우 구간에서 남게 된 슬롯 타임부터 백오프 절차를 수행한다. 이와 같은 방법으로 무선랜 통신을 수행하는 각 단말들은 특정 채널에 대한 서로간의 충돌을 회피할 수 있다.

도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸 도면이다.

BSS 내의 AP 및 STA들은 데이터를 전송하기 위한 권리를 얻기 위해 경쟁을 하게 된다. 이전 단계의 데이터 전송이 완료되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말들은 AIFS의 시간이 지난 후에 각 단말에 할당된 난수의 백오프 카운터(또는, 백오프 타이머)를 감소해가며 백오프 절차를 수행한다. 백오프 카운터가 만료된 전송 단말은 RTS(Request to Send) 프레임을 전송하여, 해당 단말이 전송할 데이터가 있음을 알린다. 도 7의 실시예에 따르면, 최소의 백오프로 경쟁에서 우위를 점한 STA1이 백오프 카운터 만료 후 RTS 프레임을 전송할 수 있다. RTS 프레임은 리시버 어드레스(receiver address), 트랜스미터 어드레스(transmitter address) 및 듀레이션(duration) 등의 정보를 포함한다. RTS 프레임을 수신한 수신 단말(즉, 도 7에서 AP)은 SIFS(Short IFS)의 시간을 대기한 후 CTS(Clear to Send) 프레임을 전송하여 전송 단말(STA1)에게 데이터 전송이 가능함을 알린다. CTS 프레임은 리시버 어드레스와 듀레이션 등의 정보를 포함한다. 이때, CTS 프레임의 리시버 어드레스는 이에 대응하는 RTS 프레임의 트랜스미터 어드레스 즉, 전송 단말(STA1)의 어드레스와 동일하게 설정될 수 있다.

CTS 프레임을 수신한 전송 단말(STA1)은 SIFS의 시간 후에 데이터를 전송한다. 데이터 전송이 완료되면, 수신 단말(AP)은 SIFS의 시간 후에 응답(ACK) 프레임을 전송하여 데이터 전송이 완료되었음을 알린다. 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임을 수신한 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 성공한 것으로 간주한다. 그러나 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임이 수신되지 않은 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 실패한 것으로 간주한다. 한편, 상기 전송 과정 동안 RTS 프레임 및 CTS 프레임 중 적어도 하나를 수신한 주변 단말들은 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하며, 설정된 NAV가 만료될 때까지 데이터 전송을 수행하지 않는다. 이때, 각 단말의 NAV는 수신된 RTS 프레임 또는 CTS 프레임의 듀레이션 필드에 기초하여 설정될 수 있다.

전술한 데이터 전송 과정에서, 단말들의 RTS 프레임 또는 CTS 프레임이 간섭이나 충돌 등의 상황으로 목표 단말(즉, 리시버 어드레스의 단말)에게 정상적으로 전달되지 않는 경우에는 이후의 과정의 수행이 중단된다. RTS 프레임을 전송한 전송 단말(STA1)은 데이터 전송이 불가능한 것으로 간주하고, 새로운 난수를 할당 받아 다음 회의 경쟁에 참여하게 된다. 이때, 새로 할당되는 난수는 전술한 바와 같이 이전의 기 설정된 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다.

이하의 실시예들에서, 제1 단말이 제2 단말로 RTS 프레임을 전송한다는 것은, 별도의 설명이 없으면 트랜스미터 어드레스가 제1 단말의 어드레스이고, 리시버 어드레스가 제2 단말의 어드레스인 RTS 프레임을 제1 단말이 전송한다는 의미로 해석될 수 있다. 또한, 제1 단말이 제2 단말로 CTS 프레임을 전송한다는 것은, 별도의 설명이 없으면 리시버 어드레스가 제2 단말의 어드레스인 CTS 프레임을 제1 단말이 전송한다는 의미로 해석될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 경쟁 기반의 데이터 전송 방법들은 사용자가 적은 환경에서는 잘 동작할 수 있지만, 패킷을 전송하고자 하는 사용자가 많은 환경에서는 통신 성능이 급격히 열악해지는 문제가 있다. 따라서, 밀집된 사용자 환경에서 복수의 단말들이 효율적으로 데이터를 송수신하기 위한 방법이 필요하다. 이하, 각 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 데이터 송수신 방법을 설명한다. 각 도면의 실시예에서, 이전 도면의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 8 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예로서, 분산 접속 그룹을 이용한 단말의 무선 통신 방법을 나타내고 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, BSS 내의 복수의 단말들은 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑(grouping)되며, 할당된 그룹 단위로 단말들의 데이터 송수신이 수행될 수 있다.

그룹 단위의 데이터 송수신을 위해, AP는 분산 접속 그룹 파라메터를 전송한다. AP로부터 분산 접속 그룹 파라메터를 수신한 BSS 내의 단말들은 그룹 단위의 분산 접속을 개시한다. 그룹 단위의 분산 접속을 트리거(trigger)하는 분산 접속 그룹 파라메터는 접속 지연 임계값에 기초하여 전송될 수 있다. AP는 BSS 내의 단말들이 패킷을 전송하기 위해 CSMA/CA 경쟁을 하는데 걸리는 시간이 접속 지연 임계값보다 높을 경우 분산 접속 그룹 파라메터를 전송할 수 있다. 예를 들어, AP는 해당 AP 또는 BSS 내의 단말에 할당되는 경쟁 윈도우 값이 접속 지연 임계값보다 높을 경우 분산 접속 그룹 파라메터를 전송할 수 있다. 다른 실시예로서, AP는 단위 시간당 패킷 충돌 횟수 정보를 획득하고, 상기 패킷 충돌 횟수가 기 설정된 기준값보다 높을 경우 분산 접속 그룹 파라메터를 전송할 수 있다.

분산 접속 그룹 파라메터는 비콘(beacon), 프로브 응답(probe response), 결합 응답(association response) 등의 제어 메시지에 포함될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, AP는 분산 접속 그룹 파라메터를 별도의 트리거 프레임을 통해 전송할 수 있다. 분산 접속 그룹 파라메터는 단말들이 그룹 단위의 분산 접속을 수행하기 위해 참조하는 파라메터로서, 해당 BSS에 부여된 그룹 개수, 그룹간 접속 오프셋(inter group access offset) 등의 정보를 포함한다. 이때, 각 그룹에 포함되는 단말들의 정보는 분산 접속 그룹 파라메터를 통해 지정된다. AP는 각 그룹에 속하는 단말들을 직접 지정하고, 상기 지정 정보를 분산 접속 그룹 파라메터로 전송할 수 있다. 다른 실시예에 따르면 단말은 AP로부터 수신된 분산 접속 그룹 파라메터를 이용하여 해당 단말에 할당될 그룹 정보 즉, 그룹 번호를 획득할 수 있다.

단말의 그룹 번호는 해당 단말의 식별자 정보(또는, 주소 정보)와 그룹 개수 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말의 그룹 번호는 아래 수학식과 같이 해당 단말의 식별자 정보를 그룹 개수 정보로 모듈로(modulo) 연산한 결과 값에 기초하여 결정될 수 있다.

이때, 단말의 식별자 정보로는 해당 단말의 MAC 주소, 결합 ID(Association Identification, AID) 정보 등이 사용될 수 있다. 48bit의 MAC 주소가 단말의 식별자 정보로 사용되는 경우를 예로 들면, 3C-A9-F4-69-43-A4의 MAC 주소는 이진수로 0011 1100 1010 1001 1111 0100 0110 1001 0100 0011 1010 0100으로 표현된다. 만약, 그룹 개수가 5인 경우 상기 MAC 주소를 5로 모듈로(modulo) 연산하면 4를 결과값으로 획득하게 된다. 이때, 모듈로 연산의 결과값인 4가 해당 단말의 그룹 번호로 할당 되거나, 수학식 1과 같이 모듈로 연산의 결과값에 1을 더한 값(즉, 5)이 해당 단말의 그룹 번호로 할당 될 수 있다.

이와 같이 복수의 단말들이 적어도 하나의 그룹으로 분류되면, 각 단말들은 할당된 그룹 단위로 데이터 송수신을 수행한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 각 그룹의 접속 기간(access period) 동안, 해당 그룹에 지정된 단말들만 데이터 송수신에 참여할 수 있다. 이때, 동일 그룹 내의 각 단말들은 순차적으로 데이터를 송수신할 수도 있고, 서로 다른 채널(주파수 대역)을 이용하여 동시에 데이터를 송수신할 수도 있다. 각 단말이 순차적으로 데이터를 송수신할 경우, 각 단말은 해당 그룹의 접속 기간 동안 전술한 CSMA/CA 방법을 이용하여 상향(uplink) 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 각 단말이 서로 다른 채널을 이용하여 동시에 데이터를 송수신할 경우, 각 단말은 OFDMA(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access)를 이용하여 상향 데이터를 전송할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각 그룹의 접속 기간은 그룹간 접속 오프셋(inter group access offset) 시간 동안 채널이 유휴(idle)할 때까지 지속될 수 있다. 즉, 기 설정된 그룹간 접속 오프셋 시간 동안 채널이 유휴 하면, 이전 그룹의 접속 기간에서 다음 그룹의 접속 기간으로 전환된다. 한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 각 그룹의 접속 기간은 고정된 시간 값으로 설정될 수도 있으며, 그룹 내에 지정된 단말들의 개수 정보 등에 기초하여 가변 하는 시간 값으로 설정될 수도 있다.

도 8은 분산 접속 그룹을 이용한 단말의 무선 통신 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 8의 실시예에서, 데이터 전송을 위한 STA는 6개이며 그룹 개수는 3으로 설정된다. 또한 전술한 그룹 번호 결정 방법에 기초하여, STA1 및 STA2는 그룹 1으로, STA3 및 STA4는 그룹 2로, STA5 및 STA6는 그룹 3로 각각 그룹핑 된다고 가정한다. 각 단말들은 그룹 별로 할당된 접속 순서에 따라 데이터 송수신을 수행한다. 도 8의 실시예에서는 그룹 1, 그룹 2, 그룹 3의 순서대로 접속 순서가 할당되며, 그룹 1의 단말들이 가장 먼저 접속을 시도한다.

그룹 1에 포함된 STA1 및 STA2는 그룹 1의 접속 기간 동안 전술한 CSMA/CA 또는 OFDMA를 이용하여 상향(uplink) 데이터를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 특정 그룹에 할당된 접속 기간 동안 해당 그룹에 속한 non-AP STA들의 상향 데이터 전송은 각각 기 설정된 횟수(이를테면, 1회)로 제한될 수 있다. 이때, 각 non-AP STA들은 상기 접속 기간 동안 순차적으로 상향 데이터를 전송할 수도 있고, 서로 다른 채널(주파수 대역)을 이용하여 동시에 상향 데이터를 전송할 수도 있다. 그러나 AP는 어느 그룹의 접속 기간에서도 하향(downlink) 데이터를 전송할 수 있으며, 특정 그룹에 할당된 접속 기간 내에서도 횟수의 제한 없이 하향 데이터를 전송할 수 있다.

이전 그룹(그룹 1) 단말들의 데이터 전송이 완료되면, 더 이상의 데이터 전송이 수행되지 않아 채널은 유휴(idle) 하게 된다. BSS 내의 각 단말들은 CCA를 수행하여 채널의 점유(busy) 여부를 확인하며, 채널의 유휴(idle) 상태가 그룹간 접속 오프셋 시간 동안 지속되면 다음 접속 순서 그룹(그룹 2)의 접속 기간이 시작된다. 즉, 그룹간 접속 오프셋 시간 동안 채널이 유휴(idle) 하면, 다음 그룹(그룹 2)의 단말들은 이전 그룹(그룹 1)의 접속 기간이 종료된 것으로 간주하고 해당 오프셋 시간 후에 바로 데이터 전송을 시도할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 그룹간 접속 오프셋은 일반적인 백오프 절차의 수행을 위한 AIFS의 값보다 크게 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 그룹간 접속 오프셋은 AIFS의 2배 또는 3배의 값으로 설정될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 그룹간 접속 오프셋은 DIFS + a*CWmax 값으로 설정될 수 있다. 여기서, CWmax는 경쟁 윈도우의 최대값이며, a는 1 이하의 상수이다. 상수 a는 채널 가용 상황에 따라 기 설정된 범위에서 변경될 수 있다. BSS 내의 각 단말들은 그룹간 접속 오프셋이 발생할 경우(즉, 그룹간 접속 오프셋 시간 동안 채널이 유휴 할 경우), 데이터 송수신을 수행하는 그룹이 전환되었음을 식별할 수 있다.

한편, 그룹간 접속 오프셋 시간이 짧게 설정될 경우(이를 테면, AIFS 등), 이전 그룹(그룹 1)의 접속 기간이 종료될 때까지 해당 그룹(그룹 1)에 속한 단말의 데이터 전송이 완료되지 않을 수 있다. 이때, 해당 단말은 다음 그룹(그룹 2)의 접속 기간에서도 상향 데이터 전송 경쟁에 참여할 수 있다. 즉, 각 단말에 할당된 그룹의 접속 기간에 백오프 절차를 개시하게 된 단말은 데이터 전송이 완료될 때까지 그룹별 접속 기간에 관계없이 백오프 절차를 계속 수행하여 데이터 전송을 시도할 수 있다.

도 8의 실시예에서 그룹 2의 접속 기간이 종료되면, 동일한 방법으로 그룹간 접속 오프셋 시간 후에 그룹 3의 접속 기간이 시작된다. 그룹 단위의 데이터 송수신은 각 그룹별로 1회씩 수행될 수도 있으며, 복수 회 반복될 수도 있다. 그룹 단위의 데이터 송수신이 복수 회 반복될 경우, 마지막 그룹(그룹 3)의 접속 기간이 종료되면 다시 처음 그룹(그룹 1)의 접속 기간이 재개될 수 있다. 이때, 그룹 단위의 데이터 송수신의 반복 횟수 정보는 분산 접속 그룹 파라메터에 포함될 수 있다.

도 9는 분산 접속 그룹을 이용한 단말의 무선 통신 방법의 다른 실시예를 나타내고 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 그룹 단위의 데이터 송수신의 수행 중에 분산 접속 그룹 파라메터의 적어도 하나의 정보가 변경될 수 있다. 도 9의 실시예에 따르면, 분산 접속 그룹 파라메터의 그룹 개수 정보가 변경될 수 있다. AP는 기 설정된 규칙에 따라 그룹 개수(# of Group) 초기값을 설정하고, 그룹 단위의 데이터 송수신 상황에 따라 그룹 개수를 변경할 수 있다.

도 9를 참조하면, AP는 그룹 개수의 초기값을 2로 설정하여 분산 접속 그룹 파라메터를 전송한다. 따라서, BSS 내의 단말들은 전술한 실시예에 따라 2개의 그룹으로 분류되고, 그룹 별로 할당된 접속 순서에 따라 그룹 1의 단말들부터 접속을 시도한다. 그러나 하나의 그룹에 많은 수의 단말들이 할당되면, 해당 그룹의 단말들이 모두 데이터 전송을 완료하는데 소요되는 시간이 길어지고, 해당 그룹의 접속 기간 동안 단말들 간에 충돌이 발생할 확률도 높아진다. 따라서, AP는 그룹 단위의 분산 접속에 사용되는 그룹 개수를 늘려서 동일 시간대(즉, 접속 기간)에 경쟁에 참여하는 단말의 개수를 줄일 수 있다.

일 실시예에 따르면, AP는 개별 그룹의 접속 기간의 지속 시간(duration)에 기초하여 그룹 개수를 변경할 수 있다. 즉, AP는 해당 그룹의 단말들이 데이터 전송 경쟁을 시작한 때부터 그룹간 접속 오프셋이 발생할 때까지의 시간이 기 설정된 최대 경쟁 시간 임계값 보다 길어질 경우 그룹 개수를 증가시킬 수 있다. 그룹 개수가 증가될 경우, 갱신된 그룹 개수는 이전 그룹 개수에서 1씩 증가되거나, 이전 그룹 개수의 2배로 증가될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. AP는 갱신된 그룹 개수 정보를 분산 접속 그룹 파라메터를 통해 전송하며, 상기 분산 접속 그룹 파라메터를 수신한 각 단말들은 갱신된 그룹 개수 정보에 기초하여 해당 단말의 그룹 번호를 새로 획득한다. 도 9의 실시예에 따르면, AP는 그룹 개수를 초기값 2에서 4로 증가시키며, 갱신된 그룹 개수 정보가 포함된 분산 접속 그룹 파라메터를 비콘 또는 프로브 응답을 통해 BSS 내의 각 단말들로 전송한다. 각 단말들은 해당 단말의 그룹 번호를 변경하고, 갱신된 그룹 개수 정보 및 변경된 그룹 번호에 기초하여 그룹 단위의 데이터 송수신을 재개하게 된다.

반대로, AP는 해당 그룹의 단말들이 데이터 전송 경쟁을 시작한 때부터 그룹간 접속 오프셋이 발생할 때까지의 시간(즉, 개별 그룹의 접속 시간)이 기 설정된 최소 경쟁 시간 임계값 보다 짧을 경우 그룹 개수를 감소시킬 수 있다. 그룹 개수가 감소될 경우, 갱신된 그룹 개수는 이전 그룹 개수에서 1씩 감소되거나, 이전 그룹 개수의 절반으로 감소될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 따라서, AP는 전체 단말 개수에 비해 과도한 그룹 개수로 인해, 그룹간 접속 오프셋의 발생 횟수가 증가되고 채널의 사용 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 10은 분산 접속 그룹을 이용한 단말의 무선 통신 방법의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 10의 실시예에 따르면, 분산 접속 그룹 파라메터는 각 그룹의 접속 시작 오프셋 정보를 더 포함할 수 있다. 접속 시작 오프셋 정보는 분산 접속 그룹 파라메터의 전송 이후 해당 그룹의 단말들이 접속을 시작하는 시점까지의 시간을 나타낸다. 각 단말은 해당 단말의 그룹 번호와 이에 대응하는 접속 시작 오프셋 정보를 획득할 수 있으며, 분산 접속 그룹 파라메터에 의해 트리거 된 시점으로부터 해당 단말의 접속 시작 오프셋 시간이 지난 후에 상향(uplink) 데이터 전송을 시작한다.

도 10을 참조하면, 그룹 개수는 3으로 설정되며 그룹 1, 그룹 2 및 그룹 3의 단말들은 각각 제1 전송 시작 오프셋(Offset 1), 제2 전송 시작 오프셋(Offset 2) 및 제3 전송 시작 오프셋(Offset 3)의 시간이 지난 후에 데이터 전송을 시작한다. 일 실시예에 따르면, 각 그룹 간의 전송 시작 오프셋은 균일한 간격으로 설정될 수도 있으며, 각 그룹에 할당된 단말 개수 등에 따라 서로 다른 간격으로 설정될 수도 있다. 만약 각 그룹 간의 전송 시작 오프셋이 균일한 간격으로 설정될 경우 즉, 각 그룹에 할당된 접속 시간이 동일할 경우, 분산 접속 그룹 파라메터는 그룹 접속 시간(Group Access Time) 정보 T_gr을 포함할 수 있다. 그룹 접속 시간 정보(T_gr)를 획득한 각 단말은 해당 단말의 그룹 번호와 상기 그룹 접속 시간 정보(T_gr)를 이용하여 해당 단말이 속한 그룹의 전송 시작 오프셋 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 실시예에서 그룹 3의 전송 시작 오프셋(Offset)은 2*T_gr + Offset 1으로 결정될 수 있다. 여기서, Offset 1은 분산 접속 그룹 파라메터에 의해 트리거 된 시점으로부터 처음 그룹(그룹 1)의 접속 기간이 시작되기까지의 시간을 나타낸다.

전술한 바와 같이, 이전 그룹의 단말의 데이터 전송이 완료되지 않았는데 다음 그룹의 전송 시작 오프셋 시간이 도래하여 다음 그룹의 단말들의 데이터 전송이 시작될 수 있다. 이때, 이전 그룹의 상기 데이터 전송이 완료되지 않은 단말은 다음 그룹의 접속 기간에서도 데이터 전송을 위한 경쟁에 참여할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예로서, 전력 절약 모드에서 TIM 및 PS-Poll을 이용한 데이터 전송 방법을 나타내고 있다. 무선랜 단말들은 효율적인 전력 관리를 위해 전력 절약(Power Save, PS) 모드로 전환할 수 있다. PS 모드에서 각 단말(STA)은 AP가 주기적으로 전송하는 TIM(Traffic Indicator Map)을 수신하고, 해당 단말이 수신할 데이터가 있는지 여부를 확인한다. 만약 TIM이 해당 단말이 수신할 데이터가 있음을 지시할 경우, 상기 단말은 PS-Poll을 전송하여 데이터 수신이 가능함을 나타낸다. 이때, 단말은 전술한 CSMA/CA 방법을 이용하여 PS-Poll을 전송한다. 즉, PS-Poll을 전송하기 위한 각 단말은 경쟁 윈도우 구간에서 백오프 절차를 수행한다. 백오프 카운터가 만료된 단말은 PS-Poll을 전송하고, PS-Poll을 수신한 AP는 해당 단말로 데이터를 전송한다. 단말은 데이터 수신 완료 후 응답(ACK) 프레임을 전송하고, 수면(sleep) 상태로 전환한다.

도 12는 PS-Poll의 프레임 구조를 나타내고 있다. 단말이 전송하는 PS-Poll에는 해당 단말의 결합 ID(AID), BSS 식별자(BSSID) 및 전송자 주소(Transmitter Address, TA)가 포함된다. 결합 ID는 단말의 결합 절차 중에 AP로부터 수신되며, 일 실시예에 따르면 최대 2007의 값을 가질 수 있다. BSS 식별자는 해당 단말이 결합된 AP의 MAC 주소를 나타내며, PS-Poll의 수신자 주소(Receiver Address, RA)로 사용된다. 전송자 주소는 PS-Poll을 전송하는 단말의 MAC 주소를 나타낸다.

본 발명의 실시예에 따르면, TIM 및 PS-Poll을 이용하여 다중 사용자를 위한 데이터 전송을 수행할 수 있다. 더욱 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따르면 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 통해 복수의 단말들을 위한 효율적인 데이터 송수신을 수행할 수 있으며, 이때 TIM 및 PS-Poll이 이용될 수 있다. 이하의 실시예들은 단말들의 PS 모드에서 수행될 수 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 아니하며 단말들의 다른 일반 모드에서도 수행될 수 있다. 본 발명이 단말들의 일반 모드에서 수행될 경우, 이하의 실시예에서 TIM, PS-Poll 및 PS 폴링 기간(period)은 각각 트리거 프레임, 데이터 요청 프레임 및 데이터 요청 프레임 전송 기간으로 대체될 수 있다.

도 13은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 13을 참조하면, PS 모드에 있는 단말들은 TIM이 전송되는 시점에 깨어나 TIM을 수신한다. 본 발명의 실시예에서, TIM은 다중 채널을 통해 각 단말들로 전송될 하향 데이터를 지시하는 트리거 프레임을 나타내며, 이러한 트리거 프레임은 실시예에 따라 TIM이 아닌 다른 형태의 프레임으로 구현될 수도 있다. TIM이 해당 단말로 전송될 데이터가 있음을 지시할 경우, 단말은 데이터를 수신하기 위해 해당 단말의 존재를 나타내는 PS-Poll을 전송한다. 한편, PS-Poll을 전송하기 위해서 단말은 백오프 절차를 통한 경쟁을 수행하는데, 많은 수의 단말들이 경쟁에 참여할 경우 충돌이 발생하여 성공적인 PS-Poll 전송까지 오랜 시간 경쟁이 지속될 확률이 높아진다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 다중 채널을 이용하여 복수의 단말들의 PS-Poll이 전송될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 PS-Poll은 상기 트리거 프레임에 대응하는 데이터 요청 프레임을 나타내며, 이러한 데이터 요청 프레임은 실시예에 따라 PS-Poll이 아닌 다른 형태의 프레임(이를테면, 후술하는 PS-Poll')으로도 구현될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 각 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널은 해당 단말의 식별자 및 가용 채널 개수 정보에 기초하여 결정될 수 있다. 단말은 비콘 프레임을 통해 전달되는 채널 폭 정보 등을 참조하여 AP가 운영하는 채널 정보를 획득할 수 있다. 이때, 상기 AP가 운영하는 채널들 전부 또는 일부가 가용 채널로 지정될 수 있다. TIM에 의해 수신할 데이터가 있는 것으로 지시된 단말들은 상기 채널 정보에 기초하여 PS-Poll을 전송할 대상 채널을 결정할 수 있다. 더욱 구체적으로, PS-Poll이 전송될 대상 채널은 해당 단말의 식별자 정보를 가용 채널 개수로 모듈로(modulo) 연산한 결과 값에 기초하여 결정될 수 있다. 이때, 단말의 식별자 정보로는 해당 단말의 MAC 주소, 결합 ID(Association Identification, AID) 정보 등이 사용될 수 있다. 만약 가용 채널들이 연속적으로 배치된 경우, PS-Poll이 전송될 대상 채널의 채널 번호는 상기 모듈로 연산의 결과 값에 가용 채널들 중 첫 번째 채널의 채널 번호를 더한 값으로 결정될 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 각 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널은 수신된 TIM에서 해당 단말이 지시된 순서에 기초하여 결정될 수 있다. TIM의 부분 가상 비트맵(partial virtual bitmap)은 BSS의 각 단말들에게 전달될 데이터가 존재하는지 여부를 나타낸다. 만약 특정 단말에 전달될 데이터가 존재할 경우 해당 단말은 1로 지시될 수 있으며, 전달될 데이터가 존재하지 않을 경우 해당 단말은 0으로 지시될 수 있다. 이때, 각 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널은 부분 가상 비트맵 상에서 전달될 데이터가 존재하는 것으로 지시된 단말들의 순서에 기초하여 라운드 로빈(round robin) 방식으로 결정될 수 있다. 즉, 부분 가상 비트맵 상에서 첫 번째 1로 지시된 단말에 CH1(주채널)이 할당되고, 두 번째 1로 지시된 단말에 CH2가 할당될 수 있다. 또한, 가용 채널의 개수가 도 13의 실시예와 같이 8개일 때, 부분 가상 비트맵 상에서 10번째 1로 지시된 단말에는 CH2가 할당될 수 있다. 이러한 채널 할당 방법은 부분 가상 비트맵 상에서 해당 단말이 지시된 순서를 가용 채널 개수로 모듈로 연산한 결과 값에 기초하여 결정하는 것과 같다. 이때, PS-Poll이 전송될 대상 채널의 채널 번호는 상기 모듈로 연산의 결과 값에 가용 채널들 중 첫 번째 채널의 채널 번호를 더하고, 1을 뺀 값으로 결정될 수 있다.

이와 같이 각 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널이 결정되면, 단말은 PS-Poll을 전송하기 위해 상기 결정된 대상 채널에서 백오프 절차를 수행한다. 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료된 단말은 대상 채널로 PS-Poll을 전송한다. PS-Poll이 성공적으로 전송되면, AP는 해당 채널을 통해 상기 PS-Poll을 전송한 단말로 하향 데이터를 전송한다. 단말은 하향 데이터를 수신한 후 응답 메시지를 전송한다. 전술한 동작들은 각 채널에 할당된 단말들이 모두 PS-Poll을 전송하고 데이터를 수신할 때까지 계속될 수 있다. 이때, PS-Poll, 데이터 및 응답 메시지가 전송되는 일련의 과정들은 다중 채널의 각 채널 별로 독립적으로 수행될 수 있다. 이와 같이, BSS의 각 단말들이 PS-Poll을 전송하고 데이터를 수신하는데 사용하는 채널을 분산시킴으로 단말들 간의 충돌 가능성을 낮출 수 있다. 한편, 도 13에서는 각 전송 절차 간의 IFS(InterFrame Space)의 표시를 생략하였으나, 각 전송 절차 간에는 AIFS, SIFS 등의 기 설정된 대기 시간이 설정될 수 있다.

도 14는 도 13의 실시예에 따른 데이터 전송 시 AP의 자원 할당 방법을 나타내고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, AP는 OFDMA를 이용하여 각 단말들로 데이터를 전송할 수 있다. 도 14에서 음영 표시된 부분은 AP가 데이터를 전송하는 구간을 나타내며, AP는 OFDM 심볼(symbol) 시간 단위로 가용 채널들을 이용하여 각 단말로 데이터를 동시에 전송한다. 각 단말들은 다중 채널 중 해당 단말에 할당된 대상 채널로 상기 데이터를 수신한다.

도 15는 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법의 다른 실시예를 나타내고 있다. 전송될 데이터가 많은 경우에는 데이터를 A-MPDU(Aggregate MAC Protocol Data Unit)로 전송하는 것이 효율적이다. 이를 위해, 도 15의 실시예에 따르면 PS 폴링 기간(period)과 데이터 전송 기간(period)이 별도로 할당되어 데이터 분산 전송이 수행될 수 있다. PS 폴링 기간은 각 단말들의 PS-Poll이 전송되는 구간으로서, 전술한 실시예에 따라 각 단말들은 대상 채널을 할당 받고 할당된 대상 채널에서 백오프 경쟁을 수행하여 PS-Poll을 전송한다. 또한, 데이터 전송 기간은 PS-Poll 전송에 성공한 단말들에게 하향 데이터가 전송되는 구간이다.

PS 폴링 기간 및 데이터 전송 기간의 듀레이션(duration) 정보는 비콘 등을 통해 전송되거나, 미리 지정된 시간 값이 사용될 수 있다. 도 15의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간은 각 채널 별로 한 개의 단말이 PS-Poll을 전송할 수 있는 시간으로 결정될 수 있는데, AIFS + 경쟁 윈도우 최소값(CWmin) + PS-Poll의 전송 시간으로 결정될 수 있다. 경쟁에 성공하여 PS-Poll을 전송한 단말은 남은 PS 폴링 기간 동안 수면(sleep) 상태로 전환하여 전력을 절약할 수 있다. 한편, 단말이 전송하는 PS-Poll에는 PS 폴링 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타내는 듀레이션 필드가 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, PS 폴링 기간의 동시 종료를 위해 PS-Poll의 듀레이션 필드 값은 초기 설정된 PS 폴링 기간의 듀레이션 값에서 해당 PS-Poll의 전송을 위해 사용된 백오프 카운터 값을 뺀 결과에 기초하여 결정될 수 있다. PS-Poll을 수신한 다른 단말들은 PS-Poll의 듀레이션 필드 값에 기초하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정한다. 즉, PS-Poll을 수신한 다른 단말들은 PS-Poll이 전송되는 시간 및 남은 PS 폴링 기간 동안 데이터 전송을 수행하지 않는다. 따라서, PS-Poll을 전송한 단말은 PS 폴링 기간이 만료되고 데이터 전송 기간이 시작되면 곧바로 AP로부터 데이터를 수신할 수 있다.

PS 폴링 기간이 종료되면 SIFS의 시간 후에 데이터 전송이 시작될 수 있다. 데이터 전송 기간 동안, AP는 PS 폴링 기간에 PS-Poll을 전송한 단말들로 하향 데이터를 전송한다. 이때, AP는 다중 채널을 통해 복수의 단말들로 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, AP는 복수의 단말들에 대한 데이터가 병합된 A-MPDU를 데이터 전송 기간 동안 전송할 수 있다. 한편, PS 폴링 기간과 데이터 전송 기간 사이에는 SIFS가 아닌 다른 대기 시간 이를 테면, AIFS의 대기 시간이 설정될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, PS 폴링 기간 및 데이터 전송 기간은 복수 회 반복될 수 있다. 이때, 반복 횟수 정보는 TIM에 포함되어 각 단말에 전달된다. 이전 PS 폴링 기간에서 PS-Poll 전송에 실패한 단말들은 새로운 PS 폴링 기간에서 다시 PS-Poll을 전송하기 위해 백오프 절차를 수행할 수 있다. 이때, 각 단말은 이전 PS 폴링 기간에서 남게 된 백오프 카운터를 이용하여 백오프 절차를 수행할 수도 있으며, 새로운 백오프 카운터를 할당 받아 백오프 절차를 수행할 수도 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 반복 횟수는 별도로 설정되지 않을 수 있으며, TIM에 지시된 각 단말이 모두 데이터를 수신할 때까지 PS 폴링 기간 및 데이터 전송 기간이 반복될 수도 있다.

도 16은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 16의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간에 각 채널 별로 복수의 단말들이 PS-Poll을 전송할 수 있다. 이때, PS 폴링 기간은 동일 채널에서 복수의 단말들이 PS-Poll을 전송할 수 있도록 충분히 긴 시간으로 결정될 수 있으며, PS 폴링 기간이 만료될 때까지 각 단말들은 해당 단말에 할당된 대상 채널에서 백오프 경쟁을 수행하여 PS-Poll을 전송한다. 즉, 대상 채널로 PS-Poll을 전송할 단말이 복수 개일 경우, 백오프 카운터가 가장 먼저 만료된 제1 단말이 PS-Poll을 전송하고 나머지 단말들은 대기한다. 제1 단말의 PS-Poll 전송이 완료되면 제1 단말을 제외한 나머지 단말들은 백오프 절차를 재개하며, 재개된 백오프 절차에서 백오프 카운터가 가장 먼저 만료된 제2 단말이 PS-Poll을 전송할 수 있다. PS 폴링 기간에 성공적으로 PS-Poll을 전송한 단말들은 남은 PS 폴링 기간 동안 수면(sleep) 상태로 전환하여 전력을 절약할 수 있다. 한편, 단말이 전송하는 PS-Poll에는 PS 폴링 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타내는 듀레이션 필드가 설정될 수 있다. PS-Poll을 수신한 레거시 단말들은 PS-Poll에 포함된 듀레이션 정보에 기초하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정할 수 있다.

기 설정된 PS 폴링 기간이 종료되면, AP는 PS 폴링 기간 동안 수신된 PS-Poll 패킷들에 기초하여 해당 단말들에 전송할 데이터를 병합하고(aggregate), 병합된 데이터를 데이터 전송 기간에 전송한다. PS 폴링 기간 동안 PS-Poll을 전송한 각 단말들은 데이터 전송 기간에 상기 병합된 데이터를 수신하고, 병합된 데이터에서 해당 단말의 데이터를 추출한다.

도 17은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 위한 데이터 구성 방법의 일 실시예를 도시하고 있다. 전술한 PS 폴링 기간에 PS-Poll을 전송한 단말들이 식별되면, AP는 해당 단말들에게 전송할 데이터를 병합하여 A-MPDU(멀티유저 A-MPDU)를 구성할 수 있다. 더욱 구체적으로, AP는 각 단말 별 MPDU(MPDU1, MPDU 2, …)의 앞뒤로 MPDU 구분 문자(delimiter) 및 패드(pad)를 붙이고, 이를 복수 개 병합하여 멀티 유저 A-MPDU를 구성한다.

본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, AP가 전송하는 병합된 데이터(멀티 유저 A-MPDU)는 복수의 A-MPDU(A-MPDU #1, A-MPDU #2)로 구성될 수 있다. 이때, 병합된 데이터가 포함하는 A-MPDU의 개수 정보는 TIM에 포함되어 각 단말에 전달된다. 각 단말을 위한 MPDU가 포함된 A-MPDU 번호는 해당 단말의 PS-Poll 전송 순서에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 특정 단말의 MPDU가 포함된 A-MPDU 번호는 PS 폴링 기간에서 해당 단말의 PS-Poll 전송 순서를 전체 A-MPDU 개수로 모듈로(modulo) 연산한 결과 값에 기초하여 결정될 수 있다.

도 18은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 18의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간이 종료된 후 AP는 데이터 전송을 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 즉, AP는 데이터 전송을 위한 백오프 절차를 수행하고, 백오프 카운터가 만료되면 전술한 데이터 전송 기간에 진입하여 하향 데이터를 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, AP의 백오프 절차는 주채널(CH1)에 대해서만 수행되며, 다른 부채널들(CH2~CH8)에서는 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 CCA가 수행되어 해당 채널이 유휴(idle)한지 여부가 판별될 수 있다. 백오프 카운터가 만료되면, AP는 다른 단말들에 의해 점유되지 않은 유휴(idle)한 채널들을 함께 이용하여 병합된 데이터(A-MPDU)를 전송할 수 있다.

도 19는 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 위한 데이터 요청 프레임의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 19의 실시예에 따르면, 변형된 PS-Poll(PS-Poll')이 데이터 요청 프레임으로 사용될 수 있다.

먼저, PS-Poll'에서 프레임 컨트롤 필드의 타입 및 서브타입은 RTS로 설정될 수 있다. 따라서, PS-Poll'을 수신한 레거시 단말들은 듀레이션 필드 값에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다. PS-Poll'는 듀레이션 필드, BSS 식별자(BSSID) 및 조합된(combined) 전송자 주소(TA') 포함할 수 있다. 듀레이션 필드는 PS 폴링 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타낸다. 일 실시예에 따르면, PS 폴링 기간의 동시 종료를 위해 듀레이션 필드 값은 초기 설정된 PS 폴링 기간의 듀레이션 값에서 해당 PS-Poll'의 전송을 위해 사용된 백오프 카운터 값을 뺀 결과에 기초하여 결정될 수 있다. BSS 식별자(BSSID)는 해당 PS-Poll'를 전송하는 단말이 결합된 AP의 MAC 주소를 나타내며, PS-Poll'의 수신자 주소(Receiver Address, RA)로 사용된다.

다음으로, 조합된 전송자 주소(TA')는 해당 PS-Poll'을 전송하는 단말의 식별자와 해당 단말의 MAC 주소 정보가 조합된 정보를 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로, TA'은 해당 단말의 결합 ID(AID) 및 해당 단말의 MAC 주소 하위 일부 정보(이를테면, 하위 3byte)를 포함할 수 있다. 단말의 MAC 주소 중 상위 3byte는 판매사(vendor)의 ID를 나타내고, 하위 3byte는 해당 네트워크 인터페이스 카드의 ID를 나타낸다. 따라서, PS-Poll'은 기존의 PS-Poll의 전송자 주소(TA)로 사용되는 MAC 주소 중 하위 3byte 정보만을 TA' 필드에 포함시키고, TA'의 나머지 필드를 AID 정보를 나타내는데 사용할 수 있다. PS-Poll'을 수신한 AP는 해당 PS-Poll'에서 TA' 필드의 AID 정보와 부분적인 MAC 주소 정보를 참조하여, PS-Poll'을 전송한 단말을 식별할 수 있다.

추가적인 실시예에 따르면, TA'은 마커(marker)를 더 포함할 수 있다. 마커는 본 발명의 실시예에 따른 PS-Poll'을 식별하기 위한 식별자로서, 상기 마커에 기초하여 RTS 프레임과 PS-Poll' 프레임이 구별될 수 있다. 또한, 마커는 해당 프레임의 전송자 주소 필드가 조합된 전송자 주소(TA')를 나타내는지 또는 일반적인 전송자 주소(TA)를 나타내는지를 나타낼 수 있다. 한편, 도 19의 실시예에서는 TA'이 각각 1byte의 마커, 2byte의 AID 및 3byte의 MAC 주소 하위 일부 정보로 구성되는 것으로 도시되었으나, 이는 본 발명의 설명을 위한 일 실시예를 나타내며 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, TA'는 2byte의 AID와 4byte의 MAC 주소 하위 일부 정보로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 PS-Poll'을 이용하여 다중 사용자를 위한 데이터 전송을 수행할 수 있다. 즉, 듀레이션 필드를 추가적으로 포함하는 PS-Poll'를 이용하여 복수의 단말들을 위한 효율적인 데이터 분산 전송이 수행될 수 있다. 도 20 내지 도 25는 이에 대한 구체적인 실시예들을 나타내고 있다. 이하의 실시예들에서 도 13 내지 도 18의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다. 즉, 도 13 내지 도 18의 PS-Poll을 전송하는 실시예들은 별도의 설명 없이 PS-Poll'을 전송하는 실시예로 대체될 수 있다.

먼저, 도 20은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 15의 실시예에서 전술한 바와 같이, 데이터 분산 전송은 별도로 할당된 PS 폴링 기간과 데이터 전송 기간을 통해 수행될 수 있다. PS 폴링 기간에서 각 단말이 PS-Poll'을 전송하면, 해당 PS-Poll'을 수신한 다른 단말들은 PS-Poll'의 듀레이션 필드 값에 기초하여 NAV를 설정한다. 전술한 실시예와 같이, PS-Poll'의 듀레이션 필드는 PS 폴링 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타내며, 초기 설정된 PS 폴링 기간의 듀레이션 값에서 해당 PS-Poll'의 전송을 위해 사용된 백오프 카운터 값을 뺀 결과에 기초하여 결정될 수 있다.

PS 폴링 기간이 종료되면 SIFS의 시간 후에 데이터 전송이 시작될 수 있다. 데이터 전송 기간 동안, AP는 PS 폴링 기간에 PS-Poll'을 전송한 단말들로 하향 데이터를 전송한다. 이때, AP는 다중 채널을 통해 복수의 단말들로 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 한편, PS 폴링 기간과 데이터 전송 기간 사이에는 SIFS가 아닌 다른 대기 시간 이를 테면, AIFS의 대기 시간이 설정될 수도 있다.

도 21은 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 지시하는 MAC 헤더 구성 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 21을 참조하면, AP가 전송하는 A-MPDU의 헤더에는 가용 채널 정보와 해당 가용 채널에 할당된 단말들을 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 단말들은 헤더에 포함된 상기 정보들을 참조하여, 해당 단말이 할당된 채널만을 디코딩하고 데이터를 획득할 수 있다.

AP는 복수의 단말들로 전송할 데이터를 병합하여 A-MPDU를 구성하고, 다중 채널을 이용하여 A-MPDU를 전송할 수 있다. 이때, 다른 사용자의 채널 점유 상황에 따라 AP가 할당을 하지 못하는 채널이 발생할 수 있다. AP와 단말들은 전체 대역을 IFFT/FFT(Inverse Fourier Transform/Fourier Transform)하게 되므로, 비가용 채널에 대한 정보를 획득해야 해당 채널에서 디코딩 된 비트를 제외하여 데이터를 처리할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 A-MPDU의 가장 첫 MPDU의 MAC 헤더에 상기 가용 채널 정보와 해당 가용 채널에 할당된 단말들을 나타내는 정보가 포함될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, A-MPDU는 복수의 단말들을 위한 데이터로 구성될 수 있으며, 이때 가용 채널 정보와 해당 가용 채널에 할당된 단말들을 나타내는 정보는 A-MPDU의 맨 앞에 추가된 별도의 MAC 헤더에 포함될 수 있다.

도 21을 참조하면, 본 발명의 MAC 헤더는 OFDMA 제어 필드를 포함할 수 있다. OFDMA 제어 필드는 상기 가용 채널 정보와 해당 가용 채널에 할당된 단말들을 나타내는 정보가 포함되며, 가변 길이로 설정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, MAC 헤더의 HT 제어 필드 중 1 bit가 OFDMA 제어 비트로 사용될 수 있다. OFMDA 제어 비트는 해당 MAC 헤더에 본 발명의 실시예에 따른 OFDMA 제어 필드가 포함되는지 여부를 나타내며, 해당 비트가 1로 설정될 경우 HT 제어 필드 뒤에 가변 길이의 OFDMA 제어 필드가 따라올 수 있다.

OFDMA 제어 필드는 길이 필드, 할당 비트맵 필드 및 사용자 지시 필드를 포함할 수 있다. 길이 필드는 가변 길이의 OFDMA 제어 필드의 전체 길이 정보를 나타내며, 1byte의 길이로 설정될 수 있다. 할당 비트맵 필드는 가용 채널 정보를 나타내며, 1byte의 길이로 설정되어 20MHz 단위의 총 8개의 채널 각각에 대한 가용 여부를 나타낼 수 있다. 만약 채널이 가용 불가능할 경우 해당 채널에 대응하는 비트는 0으로 설정되고, 채널이 가용하여 데이터가 할당된 경우 해당 채널에 대응하는 비트는 1로 설정될 수 있다. 다음으로, 사용자 지시 필드는 가용 채널에 할당된 단말들에 대한 정보를 나타낸다. 더욱 구체적으로, 사용자 지시 필드는 각각의 가용 채널 별로 할당된 단말들의 개수 정보(# User)와 할당된 각 단말들의 식별자 정보(S-AID)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 식별자 정보(S-AID)는 해당 단말의 AID의 일부 정보 이를 테면, AID의 하위 2bit가 사용될 수 있다. 예를 들어, 할당 비트맵에서 CH1과 CH3가 가용 채널로 지시되고, CH1에 STA 1, 2, 3, 4의 MPDU가, CH3에 STA 5, 6, 7의 MPDU가 각각 할당될 수 있다. 이때, 사용자 지시 필드의 첫 번째 개수 정보(# User)는 4로 설정되고, STA 1, 2, 3, 4의 식별자 정보(S-AID)가 이를 뒤따를 수 있다. 또한, 사용자 지시 필드의 다음 개수 정보(# User)는 3으로 설정되고, STA 5, 6, 7의 식별자 정보(S-AID)가 이를 뒤따를 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시예로서, 사용자 지시 필드는 A-MPDU에서 각 단말의 MPDU가 위치한 순서를 지시할 수 있다. 이때, 사용자 지시 정보를 획득한 단말은 MPDU 구분 문자(delimiter)에 포함된 MPDU 길이 정보를 이용하여 전체 A-MPDU를 복수의 MPDU로 분할할 수 있으며, 그 중 해당 단말의 MPDU를 추출할 수 있다.

도 22는 다중 채널을 이용한 데이터 분산 전송을 위한 데이터 구성 방법의 다른 실시예를 도시하고 있다. 전술한 바와 같이 AP는 PS-Poll'을 전송한 단말들에 대한 데이터를 병합하여 A-MPDU(멀티 유저 A-MPDU)를 구성한다. 복수의 단말들에게 전송될 MPDU를 병합하여 하나의 A-MPDU를 구성하면, 각 단말 별로 A-MPDU를 전송할 때에 비하여 프리앰블의 양을 줄일 수 있게 되어 오버헤드가 감소하게 된다. AP는 이와 같이 구성된 멀티 유저 A-MPDU를 복수의 OFDM 채널로 할당하여 전송한다.

또한 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 멀티 유저 A-MPDU는 복수의 A-MPDU(A-MPDU #1, A-MPDU #2)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 22를 참조하면, 멀티 유저 A-MPDU의 시작 부분에는 프리앰블이 위치하며, 그 다음에는 각각의 A-MPDU(A-MPDU #1, A-MPDU #2)가 순차적으로 배치된다. 이때, 각 A-MPDU(A-MPDU #1, A-MPDU #2)의 시작 부분에는 전술한 실시예에 따른 MAC 헤더(HDR)가 포함되어, 멀티 유저 A-MPDU의 가용 채널 정보와 해당 가용 채널에 할당된 단말들을 나타낼 수 있다. 따라서, 멀티 유저 A-MPDU를 수신한 단말은 각 A-MPDU의 MAC 헤더(HDR)를 참조하여 점유 상태(busy)의 채널을 판별할 수 있다. 또한, 단말은 상기 MAC 헤더(HDR)를 참조하여 해당 단말을 위한 MPDU가 위치한 채널이나 A-MPDU에서 해당 단말을 위한 MPDU가 위치한 순서를 식별할 수 있으며, 식별된 정보에 기초하여 해당 단말을 위한 MPDU를 추출하고 디코딩할 수 있다.

도 23 내지 도 25는 PS 폴링 기간에 일부 채널이 점유 상태(busy)일 경우 데이터 분산 전송을 수행하는 실시예들을 나타내고 있다. 먼저, 도 23 및 도 24의 실시예에서는 PS 폴링 기간이 종료되고 SIFS의 시간 후에 데이터 전송이 시작된다고 가정한다. 또한, 도 25의 실시예에서는 PS 폴링 기간이 종료되고 AP가 다중 채널을 이용한 하향 데이터 전송을 수행하기 위해 별도의 백오프 절차를 수행하는 것으로 가정한다.

먼저 도 23의 실시예에 따르면, TIM에 의해 하향 데이터가 있음을 지시 받은 단말들은 전술한 실시예와 같이 PS-Poll'을 전송할 채널을 할당 받는다. 그러나 CH5, CH7와 같이 단말에 할당된 채널이 PS 폴링 기간의 개시 시점에 점유 상태이면 해당 단말은 PS-Poll'을 전송할 채널을 재할당 받을 수 있다. 단말은 PS 폴링 기간의 개시 시점에 각 채널들의 유휴(idle) 여부를 판별하고, 판별된 유휴 상태(idle)의 채널들 중 하나를 재할당 받아 PS-Poll'의 전송을 시도할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말이 점유 상태의 채널에 할당된 순서에 기초하여 새로운 채널이 할당될 수 있다. 도 23에서 점유 상태의 CH5에 할당된 특정 단말이 CH5에서 4번째 할당된 단말이라면, 해당 단말은 유휴 상태의 채널들 중 4번째인 CH4에 재할당 될 수 있다. 도 23의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간의 개시 시점에 점유 상태인 채널(CH5, CH7)은 할당 대상에서 제외되어, PS 폴링 기간과 데이터 전송 기간에 모두 사용되지 않는다.

한편 도 24의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간의 개시 시점에 점유 상태의 채널이라 하더라도, 데이터 전송 기간의 개시 전에 유휴 하게 되면 데이터 전송에 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 단말에 할당된 채널이 PS 폴링 기간의 개시 시점에 점유 상태이면 해당 단말은 PS-Poll'을 전송할 채널을 재할당 받을 수 있다. 그러나 AP는 PS-Poll'의 전송에 사용되지 않은 채널(CH5, CH7)이 PS 폴링 기간 내에 유휴 상태가 되면 AIFS의 시간 후에 백오프 절차를 수행할 수 있다. 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료될 때까지 채널이 유휴 하면, 해당 채널은 데이터 전송 기간에 사용 가능한 후보 채널이 될 수 있다. AP는 후보 채널들 중 데이터 전송 기간의 개시 시점에도 유휴 상태인 채널(CH5)을 하향 데이터 전송을 위한 채널로 사용할 수 있다. 그러나, 후보 채널들 중 데이터 전송 기간의 개시 시점에 다른 단말에 의해 점유 상태가 된 채널(CH7)은 AP의 데이터 전송을 위한 채널에서 제외된다.

다음으로 도 25의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간이 종료되고 AP는 데이터 전송을 위해 주채널(CH1)에서 백오프 절차를 수행할 수 있다. 한편, 다른 부채널들(CH2~CH8)에서는 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 CCA가 수행되어 해당 채널이 유휴(idle)한지 여부가 판별될 수 있다. 백오프 카운터가 만료되면, AP는 다른 단말들에 의해 점유되지 않은 유휴(idle)한 채널들을 이용하여 데이터를 전송한다. 도 25를 참조하면, PS 폴링 기간에는 PS 폴링 개시 시점에 유휴 상태에 있는 CH1 내지 CH4, CH6 및 CH8이 PS-Poll' 전송에 사용되지만, 데이터 전송 기간에는 전술한 백오프 절차에 따라 CH1 내지 CH3 및 CH6 내지 CH8이 데이터 전송에 사용 된다. 즉, 도 24 및 도 25의 실시예에 따르면 PS 폴링 기간에 사용되는 채널과 데이터 전송 기간에 사용되는 채널은 서로 독립적으로 운영될 수 있다.

도 26은 본 발명의 또 다른 실시예로서, PS 폴링 기간의 설정을 위한 RTS-to-self(이하, RTS') 프레임을 나타낸 도면이다. 본 발명의 실시예에 따라 별도로 PS 폴링 기간이 할당될 경우, 레거시 단말들은 해당 PS 폴링 기간의 듀레이션을 식별하지 못할 수 있다. 따라서, AP는 PS 폴링 기간의 설정을 위한 별도의 RTS'을 전송할 수 있다.

RTS'은 RTS의 프레임 형태를 가지며, 일 실시예에 따르면 수신자 주소(RA)와 전송자 주소(TA)가 모두 AP의 MAC 주소로 설정될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, RTS'은 수신자 주소(RA)가 AP의 MAC 주소로 설정되고, 전송자 주소(TA)가 기 설정된 PS-Poll용 멀티캐스트 주소로 설정될 수 있다. 또한, RTS'의 듀레이션 필드는 PS 폴링 기간의 종료 시점까지의 시간을 나타낸다. 따라서, RTS'을 수신한 레거시 단말들은 상기 듀레이션 필드에 기초하여 NAV를 설정한다.

도 27 및 도 28은 RTS'을 이용하여 데이터 분산 전송을 수행하는 방법들을 나타내고 있다. 먼저, 도 27의 실시예는 도 23 또는 도 24의 실시예와 같이 PS 폴링 기간이 종료되고 SIFS의 시간 후에 데이터 전송이 시작된다고 가정한다. 또한, 도 28의 실시예는 도 25의 실시예와 같이 PS 폴링 기간이 종료되고 AP가 다중 채널을 이용한 하향 데이터 전송을 수행하기 위해 별도의 백오프 절차를 수행하는 것으로 가정한다.

도 27 및 28의 실시예에서, AP는 PS 폴링 기간을 트리거하는 TIM을 전송하기 위해 별도의 백오프 절차를 수행할 수 있다. 이때, 백오프 절차는 주채널(CH1)에 대하여 수행되며, AP의 이전 수면 상태가 종료되고 AIFS 또는 PIFS의 시간 후에 개시될 수 있다. AP는 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 부채널들(CH2~CH8)에 대한 CCA를 수행하고, 해당 채널이 유휴 상태인지 여부를 판별한다. 다음으로, AP는 유휴 상태로 판별된 부채널을 통해 RTS'을 전송한다. 또한, AP는 백오프 카운터가 만료되면 주채널(CH1)을 통해 TIM을 전송하고, SIFS의 시간 후에 해당 주채널(CH1)로 RTS'을 전송한다.

RTS'을 수신한 레거시 단말들은 해당 프레임의 듀레이션 필드에 기초하여 NAV를 설정한다. 따라서, PS 폴링 기간 동안 레거시 단말들의 상향 데이터를 전송이 방지될 수 있다. 그러나 RTS'을 수신한 논-레거시 단말들은 이에 대응하여 NAV를 설정하지 않고, PS 폴링 기간 동안 PS-Poll(또는, PS-Poll')을 전송하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다.

도 29는 다중 채널을 통해 각 단말들로 전송될 하향 데이터를 지시하는 트리거 프레임의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 29를 참조하면, 기존의 TIM에서 일부 정보가 추가로 포함된 TIM'이 상기 트리거 프레임으로 사용될 수 있다.

더욱 구체적으로, TIM'은 가용 채널 정보를 나타내는 할당 비트맵(Allocation Bitmap) 필드와, PS 폴링 기간의 구성에 대한 정보를 나타내는 폴링 기회 정보(Polling Opportunity Information) 필드를 포함한다. 먼저, 할당 비트맵 필드는 1byte의 길이로 설정되어 20MHz 단위의 총 8개의 채널 각각에 대한 가용 여부를 나타낼 수 있다. 만약 채널이 가용 불가능할 경우 해당 채널에 대응하는 비트는 0으로 설정되고, 채널이 가용하여 데이터가 할당된 경우 해당 채널에 대응하는 비트는 1로 설정될 수 있다. 또는, 각 비트는 반대로 설정될 수도 있다.

다음으로, 폴링 기회 정보 필드는 PS 폴링 기간 동안 각 단말에 할당된 PS-Poll(또는 PS-Poll') 전송 기회의 구성에 대한 정보를 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, PS 폴링 기간 동안 복수의 단말들의 PS-Poll 전송이 서로 중첩되지 않도록 하기 위해, 기 설정된 슬롯 단위로 PS-Poll 전송 기회가 부여될 수 있다. 즉, PS 폴링 기간은 적어도 하나의 슬롯으로 구성되며, 각 슬롯마다 한 개의 단말에게 PS-Poll 전송 기회가 주어진다. 또한, 상기 슬롯은 가용 채널마다 할당될 수 있다. 일 실시예에 따르면, PS-Poll 전송을 위한 슬롯의 길이는 PS-Poll 전송을 위한 시간에 xIFS 시간을 더한 값으로 결정될 수 있다. 이때, xIFS는 단말들이 전송한 PS-Poll이 서로 중첩되지 않도록 보장하기 위한 마진(margin)이며, xIFS의 2배의 시간이 AIFS(또는, DIFS)의 미만이 되도록 설정될 수 있다. 따라서, 특정 슬롯의 시작 부분에 PS-Poll이 전송되고 다음 슬롯의 끝 부분에 PS-Poll이 전송되어 xIFS의 2배의 시간 동안 해당 채널이 유휴 상태가 될 때, 레거시 단말이 해당 채널을 점유하는 것을 방지할 수 있다.

폴링 기회 정보 필드는 슬롯 개수 필드 즉, PS-Poll 전송 기회 개수(Number of Opportunity) 필드와 반복 횟수(Number of Repetition) 필드를 포함할 수 있다. 슬롯 개수 필드는 1회의 PS 폴링 기간이 시간 축으로 몇 개의 슬롯으로 구성되어 있는지의 정보를 나타낸다. 즉, 슬롯 개수 필드는 PS 폴링 기간에 각 채널당 할당 되는 슬롯의 개수를 나타낸다. 따라서, PS 폴링 기간의 듀레이션은 슬롯 개수에 슬롯 길이를 곱한 값에 기초하여 결정될 수 있다. 한편, 반복 횟수 필드는 PS 폴링 기간이 연속적으로 반복되는 횟수의 정보를 나타낸다. 만약 반복 횟수 필드 값이 m일 경우, PS 폴링 기간 및 데이터 전송 기간은 각각 m회씩 순차적으로 반복될 수 있다.

도 30 및 도 31은 전술한 TIM'을 이용하여 데이터 분산 전송을 수행하는 방법들을 나타내고 있다.

먼저 도 30을 참조하면, AP는 PS 폴링 기간을 트리거하는 TIM'을 전송한다. TIM'은 비콘에 포함되어 전송될 수 있으며, 전술한 실시예들과 같이 TIM'의 전송을 위해 AP는 별도의 백오프 절차를 수행할 수 있다. AP는 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 각 채널들에 대한 CCA를 수행하여, 각 채널들의 유휴 여부를 판별한다. AP는 상기 판별 결과에 기초하여 TIM'의 할당 비트맵을 설정한다. 즉, 유휴 상태로 판별된 채널들은 할당 비트맵에서 가용 채널로 표시되며, 점유 상태로 판별된 채널들은 할당 비트맵에서 비가용 채널로 표시된다. AP는 이와 같이 설정된 TIM'를 전송한다. 이때, AP는 유휴 상태로 판별된 채널들을 통해 전술한 실시예에 따른 RTS'을 전송할 수 있다. RTS'을 수신한 레거시 단말들은 해당 프레임의 듀레이션 필드에 기초하여 NAV를 설정한다. 따라서, PS 폴링 기간 동안 레거시 단말들의 상향 데이터를 전송이 방지될 수 있다. 그러나 RTS'을 수신한 논-레거시 단말들은 이에 대응하여 NAV를 설정하지 않고, PS 폴링 기간 동안 해당 단말에 할당된 슬롯 타임에 PS-Poll을 전송한다. 일 실시예에 따르면, PS 폴링 기간의 첫 번째 슬롯(OP1) 타임은 RTS'이 수신되고 SIFS의 시간 후에 시작될 수 있다.

TIM'을 수신한 각 단말들은 TIM'에 포함된 정보를 이용하여 해당 단말이 PS-Poll을 전송할 슬롯 정보를 획득할 수 있다. 먼저, 단말은 PS-Poll 전송을 위해 해당 단말에 할당된 PS 폴링 기간 회차 정보를 획득한다. TIM'의 부분 가상 비트맵(partial virtual bitmap) 상에서 특정 단말이 지시된 순서를 n이라 할 때, 해당 단말의 PS 폴링 기간 회차 j는 다음과 같이 결정될 수 있다.

여기서, ceil(x)는 x보다 작지 않은 최소의 정수를 나타낸다. 즉, 단말의 PS 폴링 기간 회차 j는 부분 가상 비트맵 상에서 해당 단말이 지시된 순서 n을 PS 폴링 기간의 각 채널 당 슬롯 개수와 가용 채널 개수를 곱한 값으로 나눈 값을 올림 하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 도 30에 도시된 바와 같이 슬롯 개수가 7, 가용 채널(CH1~CH2, CH4~CH6, CH8)의 개수가 6이고, 단말의 n=40인 경우, 해당 단말의 PS 폴링 기간 회차 j는 ceil(40/(7X6))=1이 되어, 해당 단말은 첫 번째 PS 폴링 기간에 PS-Poll을 전송한다. 마찬가지로, 단말의 n=70인 경우, 해당 단말의 PS 폴링 기간 회차 j는 ceil(70/(7X6))=2가 되어, 해당 단말은 두 번째 PS 폴링 기간에 PS-Poll을 전송한다.

단말은 할당된 회차 j에서 해당 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널 및 대상 슬롯 번호를 획득한다. 이를 위해, 단말에 할당된 PS 폴링 기간 회차 j에서 해당 단말의 지시 순서 n'이 다음과 같이 결정될 수 있다.

전술한 실시예에서 n=40인 경우 n'=40이며, n=70인 경우 n'=28이 된다. 즉, 할당된 회차 j에서 해당 단말의 지시 순서 n'은, 부분 가상 비트맵에서 해당 단말이 지시된 순서 n에서 이전 회차까지의 총 슬롯 개수를 뺀 값으로 결정될 수 있다.

다음으로, 단말에 할당된 회차에서의 지시 순서 n'에 기초하여, 해당 단말이 PS-Poll을 전송할 대상 채널 k 및 슬롯 번호 s가 다음과 같이 결정될 수 있다.

여기서, 대상 채널 번호 k는 가용 채널들 중에서의 논리 채널 순서를 나타낸다. 즉, 도 30의 실시예에서 가용 채널인 CH1, CH2, CH4, CH5, CH6 및 CH8의 논리 채널 순서는 각각 1, 2, 3, 4, 5, 6으로 할당된다. 예를 들어, 단말의 n=40인 경우 n'=40이며, 대상 채널 k는 ceil(40/7)=6, 슬롯 번호 s는 mod(40-1, 7)+1=5가 할당된다. 따라서, 해당 단말은 첫 번째 PS 폴링 기간(j=1)에 6번째 논리 채널인 CH8에서 5번째 슬롯 타임 OP5에 PS-Poll을 전송한다. 마찬가지로, 단말의 n=70인 경우 n'=28이며, 대상 채널 k는 ceil(28/7)=4, 슬롯 번호 s는 mod(28-1, 7)+1=7이 할당된다. 따라서, 해당 단말은 두 번째 PS 폴링 기간(j=2)에 4번째 논리 채널인 CH5에서 7번째 슬롯 타임 OP7에 PS-Poll을 전송한다. 한편, 상기 수학식 4 및 수학식 5에 따른 대상 채널 할당 방법 및 슬롯 번호 할당 방법은 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 대상 채널이 수학식 5에 기초하여 할당되고, 슬롯 번호가 수학식 4에 기초하여 할당되는 것으로도 변경 가능하다.

각 단말이 PS-Poll을 전송할 PS 폴링 기간 회차, 대상 채널 및 슬롯 번호가 결정되면, 단말은 해당 회차, 채널 및 슬롯 타임에 PS-Poll을 전송한다. 하나의 PS 폴링 기간 후에는 이에 대응하는 데이터 전송 기간이 시작되어, PS 폴링 기간 동안 PS-Poll을 성공적으로 전송한 단말로 데이터가 전송된다. 전술한 바와 같이, PS 폴링 기간 및 데이터 전송 기간은 TIM'의 반복 횟수 필드 값에 기초하여 순차적으로 반복하여 수행된다.

다음으로 도 31의 실시예에 따르면, PS-Poll을 전송할 단말의 수가 전체 가용 채널의 개수보다 적을 경우, 가용 채널들 중 일부는 PS 폴링 기간에 PS-Poll 전송에 사용되지 않을 수 있다. 먼저, TIM'에 지시된 반복 횟수 정보, 가용 채널(할당 비트맵) 정보 및 슬롯 개수 정보에 기초하여, 전체 PS-Poll 전송 기회 개수가 획득될 수 있다. 만약, 부분 가상 비트맵 상에서 지시된 단말의 개수가 전체 PS-Poll 전송 기회 개수보다 적을 경우, 마지막으로 지시된 단말이 할당되는 채널에서는 PS 폴링 기간에 설정된 채널 당 슬롯 개수보다 적은 수의 슬롯이 필요할 수 있다.

도 31의 2번째 PS 폴링 기간을 참조하면, 부분 가상 비트맵 상에서 마지막으로 지시된 단말이 할당되는 채널 CH5에서는, 채널 당 할당된 슬롯 개수 7보다 적은 4개의 슬롯만이 PS-Poll 전송을 위해 필요하다. 따라서, 마지막 단말이 할당되는 채널로 전송되는 RTS'의 듀레이션 필드는 해당 단말에 할당된 슬롯 번호에 기초하여 조정될 수 있다. 즉, 2번째 PS 폴링 기간에 CH5로 전송되는 RTS'의 듀레이션 필드는 4번째 슬롯(OP4)까지의 시간으로 설정된다. 따라서, 4번째 슬롯(OP4) 이후의 시간에는 다른 단말들이 해당 채널을 점유할 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 부분 가상 비트맵 상에서 마지막으로 지시된 단말에 할당되는 논리 채널(CH5) 이후의 채널들(CH6~CH8)에서는, 더 이상의 PS-Poll 전송이 이루어지지 않으므로 RTS'이 전송되지 않을 수 있다. 따라서, PS 폴링 기간 동안 CH6~CH8은 다른 단말들에 의해 점유될 수 있다. 한편, RTS'이 전송되지 않은 채널들(CH6~CH8)에서는 데이터 전송 기간이 시작되기 전 PIFS의 시간 동안 CCA가 수행되어 해당 채널이 유휴한지 여부가 판별될 수 있다. AP는 해당 채널이 유휴 상태인 경우 데이터를 할당하고, 해당 채널이 점유 상태인 경우 데이터 할당에서 제외할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 단말들은 정해진 기간 동안 비경쟁(non-contention) 기반의 데이터 전송을 수행할 수 있다. 즉, 각 단말들은 백오프 절차 등의 경쟁을 수행하지 않고, AP의 스케쥴링에 기초하여 각 단말에 할당된 대상 채널 및 대상 슬롯 타임을 이용하여 PS-Poll을 전송할 수 있다.

상기와 같이 무선랜 통신을 예로 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 셀룰러 통신 등 다른 통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법, 장치 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 구성 요소, 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

1. 무선 통신 단말로서,
   무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및
   상기 송수신부를 통해 송수신되는 무선 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되,
   상기 프로세서는,
   하나 이상의 단말들의 상향 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하고,
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 상향 프레임을 전송하되,
   상기 프로세서는,
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 경쟁-기반 상향 전송을 수행하기 위해 백오프 카운터를 유지하고,
   상기 단말이 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로의 상향 전송을 위한 제1 경쟁에 참여하는 경우 상기 백오프 카운터를 감소시키고,
   상기 백오프 카운터가 만료되면 상기 상향 프레임을 전송하며,
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 상기 상향 프레임이 전송되지 않은 경우, 상기 상향 프레임을 전송하기 위한 추가적인 기회가 후속 트리거 프레임에 의해 제공되는 무선 통신 단말.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서,
   상기 단말이 상기 후속 트리거 프레임에 대한 응답으로의 상향 전송을 위한 제2 경쟁에 참여하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제1 경쟁에서 남은 백오프 카운터를 이용하여 상기 제2 경쟁을 수행하는 무선 통신 단말.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 트리거 프레임은 기 설정된 기간 이내에 상기 후속 트리거 프레임의 전송이 스케쥴되어 있는지 여부를 지시하는 무선 통신 단말.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 상향 프레임은, OFDMA(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access)를 이용하여, 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 하나 이상의 다른 단말들로부터 전송되는 하나 이상의 다른 상향 프레임들과 함께 전송되는 무선 통신 단말.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 상향 프레임은 PS-Poll 프레임을 포함하는 무선 통신 단말.
7. 단말의 무선 통신 방법으로서,
   하나 이상의 단말들의 상향 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하는 단계; 및
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 상향 프레임을 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 경쟁-기반 상향 전송을 수행하기 위해 백오프 카운터가 상기 단말에 의해 유지되고,
   상기 상향 프레임을 전송하는 단계는,
   상기 단말이 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로의 상향 전송을 위한 제1 경쟁에 참여하는 경우 상기 백오프 카운터를 감소시키는 단계; 및
   상기 백오프 카운터가 만료되면 상기 상향 프레임을 전송하는 단계를 포함하되,
   상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 상기 상향 프레임이 전송되지 않은 경우, 상기 상향 프레임을 전송하기 위한 추가적인 기회가 후속 트리거 프레임에 의해 제공되는 무선 통신 방법.
8. 삭제
9. 제7 항에 있어서,
   상기 방법은,
   상기 단말이 상기 후속 트리거 프레임에 대한 응답으로의 상향 전송을 위한 제2 경쟁에 참여하는 경우, 상기 제1 경쟁에서 남은 백오프 카운터를 이용하여 상기 제2 경쟁을 수행하는 단계를 포함하는 무선 통신 방법.
10. 제7 항에 있어서,
    상기 트리거 프레임은 기 설정된 기간 이내에 상기 후속 트리거 프레임의 전송이 스케쥴되어 있는지 여부를 지시하는 무선 통신 방법.
11. 제7 항에 있어서,
    상기 상향 프레임은, OFDMA(Orthogonal Frequency Domain Multiple Access)를 이용하여, 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 하나 이상의 다른 단말들로부터 전송되는 하나 이상의 다른 상향 프레임들과 함께 전송되는 무선 통신 방법.
12. 제7 항에 있어서,
    상기 상향 프레임은 PS-Poll 프레임을 포함하는 무선 통신 방법.

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