KR102240425B1 - 고밀도 ieee 802.11ax iot 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 sta - Google Patents

고밀도 ieee 802.11ax iot 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 sta Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA은 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에 있어서, (a) 상기 STA가 데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 설정되어 있는지 판단하는 단계; (c) 상기 BSS간 NAV 설정으로 인해 데이터 전송이 지연된 경우 상기 STA는 소정의 대기 임계 값(θed) 이후에 연관시킬 새로운 AP를 선정하는 단계; 및 (d) 상기 STA가 dir의 방향으로 상기 빔 포미를 향하여 빔을 형성하는 단계;를 포함하여 차세대 무선 통신 표준인 IEEE 802.11ax 환경에서 지연시간을 단축시키는 적응적 빔 형성을 통해 미래 IoT 네트워크에서 사용자 간 통신 지연 시간을 획기적으로 단축시켜 밀집된 사용자 기기들이 존재하더라도 효율적으로 데이터 송수신을 가능하게 하는 효과가 있다.

Description

고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA {METHOD FOR INTERFERENCE-AWARE ADAPTIVE BEAM ALIGNMENT FOR HYPER-DENSE IEEE 802.11AX INTERNET-OF-THINGS NETWORKS AND STA THERE OF}
본 발명은 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 IEEE 802.11ax에서 새롭게 제시된 간섭 제어 기법인 다중 NAV 플래그를 밀집된 IoT 네트워크에서의 간섭 제어 알고리즘에 활용하여, 현재 연결된 AP를 통해 통신을 수행할지, 아니면, 다른 인접한 AP와 통신을 수행할지 의사결정을 내리고, 통신 대상 AP를 선정하면 해당 AP로의 빔포밍을 통해 밀집된 환경의 간섭이 심한 IoT 네트워크에서도 통신을 계속할 수 있도록 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA에 관한 것이다.
참고로, 상기 빔포밍은 전방향으로 신호를 전파하는 것이 아니라, 좁은 범위로 빔을 형성해 지향성의 신호를 전파하여, 주변의 무선 통신 기기에도 신호 전파의 영향을 덜 미쳐 간섭 제어에 효과적인 역할을 수행할 수 있을 뿐 아니라, 전송률(data rate)도 향상시킬 수 있는 기술이다.
상술한 빔포밍이 이루어지기 위해서는 어떤 방향으로 빔포밍을 해야 하는지에 대한 의사결정이 선행되어야 하는데, 이때 본 발명은 주변 AP 및 무선 사용자 기기들로부터 수신한 RSS(Received Signal Strength)를 기준으로 어떤 AP로 빔을 형성해야 하는지 신속하게 계산하여 지연시간을 단축시킬 수 있도록 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에 관한 것이다.
현재까지 널리 사용되어 왔던 Wi-Fi(Wireless fidelity) 표준은 IEEE 802.11ac로, 2013년에 실질적으로 보급되어 WSN(Wireless sensor network), 가정용 및 사무용 무선 기기들 간의 통신 등과 같은 다양한 응용을 지원해왔다.
하지만, 차세대 무선 통신 환경은 모든 사물들에도 칩이 장착되어 각종 센서를 통한 데이터의 송수신이 이루어지는 IoT(Internet-of-Things)네트워크가 구축될 것이라는 전망이 제기되고, 이를 구성하는 무선 통신 기기들의 수가 현저히 증가할 것이라고 예측된다.
무선 기기들은 분배된 주파수를 활용해 통신하는데, 사전에 예약된 한정적인 주파수 대역 가운데 일부분을 할당 받아 통신을 하기 때문에 무선 통신 기기의 수가 특정 지역에서 급격히 증가하면 해당 범위의 기기들은 원활한 서비스를 이용할 수 없게 된다.
다가오는 IoT 네트워크의 전망과, 현재의 표준을 고려했을 때, 한정된 무선 주파수 자원을 활용한 무선 통신은 한계가 발생할 것이라는 전망이 제기되어왔다.
이러한 IoT 네트워크 상황을 고려하여 미국 전기 전자 기술자 협회(IEEE)는 차세대 Wi-Fi 표준인 IEEE 802.11ax를 표준화하고 이르면 2019년에 상용화를 목표로 하고 있다.
이전 표준인 IEEE 802.11ac와 비교해 더욱 개선된 전송률(bit rate), 상향 링크 다중 사용자 전송 등이 개선된 IEEE 802.11ax 표준에서는 다중 NAV (Network Allocation Vector)라는 새로운 기법을 활용해 다수의 사용자가 존재하는 간섭 환경에서도 통신이 이루어질 수 있도록 통신 방식을 고안하였다.
하지만, 이러한 NAV는 오히려 다수의 사용자 기기 간 통신 대기 시간을 지연시켜 통신이 이루어지기 위해 지나치게 오래 지연되는 문제점이 있다.
또한, CSMA/CA는 채널 사용 전 채널을 센싱하고, 랜덤 백오프를 통해 채널 사용을 시작함으로써, 채널을 사용하고자 하는 무선랜 기기 간 간섭 발생을 최소화 하기 위해 RTS (Ready-to-Send) 및 CTS (Clear-to-Send) 제어 패킷을 교환하여 은닉 노드 문제 및 노출 노드 문제로 인한 간섭을 해결하였지만, 무선랜 기기의 밀도가 증가하여 많은 수의 인접 AP가 주변에 존재하는 상황에서는 간섭을 효과적으로 완화하기 어렵다는 문제점이 있다.
일예로, 도 1에 도시된 바와 같이 IoT 네트워크에서 중첩된 BSS(Basic Service Set)환경에서 인접 AP와 사용자 기기(Station, 또는 STA)들이 통신하며, 같은 주파수 대역대를 사용하여 충돌이 발생하는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2015-0058471호(2015. 05. 28)
상술한 바와 같이 제기된 한계와 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 IEEE 802.11ax에서 새롭게 제시된 간섭 제어 기법인 다중 NAV 플래그를 밀집된 IoT 네트워크에서의 간섭 제어 알고리즘에 활용하여, 현재 연결된 AP를 통해 통신을 수행할지, 아니면, 다른 인접한 AP와 통신을 수행할지 의사결정을 내리고, 통신 대상 AP를 선정하면 해당 AP로의 빔포밍을 통해 밀집된 환경의 간섭이 심한 IoT 네트워크에서도 통신을 계속할 수 있도록 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법은 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에 있어서, (a) 상기 STA가 데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 설정되어 있는지 판단하는 단계; (c) 상기 BSS간 NAV 설정으로 인해 데이터 전송이 지연된 경우 상기 STA는 소정의 대기 임계 값(θed) 이후에 연관시킬 새로운 AP를 선정하는 단계; 및 (d) 상기 STA가 dir의 방향으로 상기 빔 포미를 향하여 빔을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법은 (b) 상기 STA가 BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 리셋되면, 관련 AP에 데이터를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법은 (c)단계는 (c-1) 상기 STA가 과도한 지연을 피하기 위해 대기 임계치 변수(w)를 가지며, 상기 대기 임계 값(θed)을 초과하는 대기 임계치 변수(w) 후, 빔 포미의 방향을 탐색하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법의 c)단계는 (c-2) 상기 STA가 관련 APa을 통해 데이터를 전송하기로 선택한 경우, 이미 보유하고 있는 해당 정보를 사용하여 BSR에 설정한 (APa cs) 방향 내의 저해상도(LRa dir)방향 집합 AP를 탐색하고, 상기 저해상도 방향의 결과를 이용하여 더 높은 해상도(HRa dir))로 빔 포미를 탐색하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에서 상기 STA가 빔 포미를 찾기로 결정한 후에는 신호 강도의 내림 차순을 기준으로 정렬하여 관련 AP 또는 인접한 AP를 선택하고 적합한 방향을 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법의 상기 (c-1)에서 상기 STA가 지연된 STA와 목표 AP 사이에서 STA의 HPBW 범위 내에 있는 적절한 빔 방향 각(빔 형성의 방위각 및 앙각)을 찾기 위해 빔 정렬 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에서 상기 STA는 각 AP의 수신 된 신호 강도 표시기(RSSI)를 기반으로 원래 AP 또는 인접한 AP 간의 빔 탐색 속도(BSR)로 적극적으로 AP를 검색하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에서 STA가 상기 인접한 AP들 중 하나를 전송하기로 선택하면 STA는 내림차순으로 신호 강도를 고려하여 그들을 정렬하고 그 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에서 상기 STA는 탐색 방향 영역의 초기 범위인 da와 db 사이에 CSI를 설정하고 Searche HR 함수를 재귀적으로 호출하여 대상 인접 AP(HRe dir)의 방향을 찾되, Searche HR 함수를 재귀적으로 호출할 때마다 상기 da와 db를 동적으로 조정하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로써, 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set)간 NAV가 설정되어 있는지 판단하는 주제어부; 상기 BSS간 NAV 설정으로 인해 데이터 전송이 지연된 경우 소정의 대기 임계 값(θed) 이후에 연관시킬 새로운 AP를 선정하는 AP 선정부; 및 새로 선정된 상기 AP를 향하여 빔을 형성하는 빔포밍부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 상기 BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 리셋되면, 관련 AP에 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 과도한 지연을 피하기 위해 대기 임계치 변수(w)를 가지며, 상기 대기 임계 값(θed)을 초과하는 대기 임계치 변수(w) 경과 후, 빔 포미의 방향을 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 관련 APa을 통해 데이터를 전송하기로 선택한 경우, 이미 보유하고 있는 해당 정보를 사용하여 BSR에 설정한 (APa cs) 방향 내의 저해상도(LRa dir)방향 집합 AP를 탐색하고, 상기 저해상도 방향의 결과를 이용하여 더 높은 해상도(HRa dir))로 빔 포미를 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 빔 포미를 찾기로 결정한 후에는 신호 강도의 내림 차순을 기준으로 정렬하여 관련 AP 또는 인접한 AP를 선택하고 적합한 방향을 탐색하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 STA는 지연된 STA와 목표 AP 사이에서 STA의 HPBW 범위 내에 있는 빔 방향 각(빔 형성의 방위각 및 앙각)을 찾기 위해 빔을 정렬하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA은 미래의 무선 통신 트렌드인 IoT 네트워크와, 예상되는 시나리오인 밀집된 사용자 기기간의 통신, 차세대 무선 통신 표준인 IEEE 802.11ax 환경에서 지연시간을 단축시키는 적응적 빔 형성을 통해 미래 IoT 네트워크에서 사용자 간 통신 지연 시간을 획기적으로 단축시켜 밀집된 사용자 기기들이 존재하더라도 효율적으로 데이터 송수신을 가능하게 하는 효과가 있다.
도 1은 IoT 네트워크에서 중첩된 BSS (Basic Service Set) 환경의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 IEEE 802.11ax의 단순화된 DL 및 UL 전송 메커니즘을 도시한 도면이다.
도 3은 좁은 영역에 5개의 AP와 20개의 STA를 가진 여러 개의 OBSS로 구성된 단순한 IEEE 80211ax 네트워크를 도시한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 빔포밍 알고리즘과 방향과 채널 상태 정보를 찾기 위한 일고리즘을 도시한 도면이다.
도 5는 적절한 빔 방향 각을 찾기 위해 빔 정렬 절차를 도시한 도면이다.
도 6은 DL 전송에 예상되는 시간 손실 lt 그래프 도면이다.
도 7은 UL 전송에 예상되는 시간 손실 lt 그래프 도면이다.
도 8은 DL 전송에 대한 예상되는 처리량 이득 그래프 도면이다.
도 9는 UL 전송에 대한 예상되는 처리량 이득 그래프 도면이다.
도 10은 DL 시나리오에서 DCF와 제안 된 프로토콜 간의 공정성 비교 그래프 도면이다.
도 11은 UL 시나리오에서 DCF와 제안 된 프로토콜 간의 공정성 비교 그래프 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급될 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법 및 그 기법을 사용하는 STA에 대해 설명한다.
본 발명의 구체적인 설명에 앞서 이전의 관련 기술과 802.11ax 표준의 주요 기능에 대해 설명한다.
먼저, IEEE 802.11ax의 다운링크(DL:Downlink) 및 업링크(UL:Uplink) 전송의 단순화된 메커니즘은 도 2에 도시된 바와 같다.
상기 다운링크 멀리유저(MU:MULTI USER) 전송의 경우, 액세스 포인트(AP)로부터의 데이터 패킷은 다수의 스테이션(STA)에 동시에 전송되고, 각 스테이션(STA)은 대응하는 블록 ACK을 관련 AP에 응답한다.
한편, 동시에 전송할 패킷이 있는 스테이션은 트리거 프레임을 수신할 때 패킷을 보낸다.
아래에서는 제안된 매체 접근 제어 알고리즘과 관련 가정의 메커니즘과 분석 모델을 제시한다.
본 발명에 따른 알고리즘과 종래에 사용된 다양한 평가 기준의 관점에서, 종래 기술과 본 발명의 알고리즘을 비교하기 위한 표이다.
알고리즘을 비교하기 위해 [표 1]과 같이 제안되었다.
Figure 112019044801146-pat00001
멀티유저(MU) 전송 및 멀티유저(MU) 액세스는 OFDMA(직교 주파수 분할 다중 접속)의 주파수 직교성을 이용하여 스테이션(STA)의 동시 채널 액세스 및 동시 데이터 전송의 특징을 나타낸다.
따라서, 이 특징을 이용함으로써 STA의 채널 접속 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, MU 다이버 시티는 각 STA가 높은 채널 이득 리소스 블록(RB)만을 할당받을 수 있고 그들의 처리량 성능을 향상시킬 수 있다는 특성을 나타낸다.
간단한 신호 교환은 통신 시스템에서 간단한 제어 메시지 교환 절차를 보여준다. 802.11ax와 제안된 프로토콜의 경우 데이터 전송 절차 중 제어 메시지 중 하나인 트리거 프레임이 기능과 관련이 있다. 마지막으로 채널 상태 정보(CSI) 측정 항목은 AP와 STA 간의 채널 상태 측정 과정을 의미한다.
상기 AP와 STA는 이 절차의 결과를 교환하고 채널의 정보를 이용하여 전송 파라미터를 적절하게 조정한다.
본 발명에 따른 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법의 알고리즘을 이해하기 위해서, 도 3에 도시된 바와 같이 좁은 영역에 5개의 AP와 20개의 STA를 가진 여러 개의 OBSS로 구성된 단순한 IEEE 80211ax 네트워크를 고려해 본다(단순화를 위해 2개의 AP와 5개의 STA 만 나타냄).
특히, 본 발명의 주안점인 STA2의 사용자 경험은 다중 BSS NAV 설정으로 인해 도 3의 빨간색줄로 표시된 기간동안 악화 된다. 적색 줄이 있는 기간이 길어지고 영향을 받는 AP가 증가하는 것은 자명하다.
따라서, 이런 현상은 훨씬 더 심각할 수 있으며 STA는 초고밀도 무선 네트워킹 시나리오의 지연증가로 인해 데이터를 거의 전송하지 않는다.
외부 AP에 영향을 주어 각 전송주기에 대해 전송하기 위해 중계하는 경우 STA가 데이터를 전송할 최악의 기회를 얻는 것은 명백하다.
이 문제를 해결하기 위해 본 발명은 지연된 STA가 데이터를 전송할 수 있도록 기회 빔 형성 데이터 전송을 기반으로 하는 복잡성이 낮고 신속한 빔 방향 선택 알고리즘을 제안한다.
따라서, 본 발명에서 제안하는 알고리즘은 (i) 적절한 빔 포미 지정 및 방향 설정 절차와 (ii) 빔 포밍과 함께 방향을 통한 데이터 전송의 두 모듈로 구성된다.
본 발명에서는 초고밀도 IEEE 80211ax 무선 네트워크에서 제안된 알고리즘을 분석하기 위해 다음과 같은 가정을 한다.
첫째, 각 STA는 수학적 성능 분석을 위해 OFDMA 및 MU-MIMO와 정확히 동일한 성능을 가진다.
둘째, 각 IEEE 80211ax IoT 장치에 설치된 안테나는 U/DL 동시 전송을 전이중 보증한다.
셋째, 방위각, 하프 파워 빔 폭(HPBW) 및 안테나 이득을 포함한 빔 포밍을 위한 안테나의 상세한 파라미터 설정은 제안된 알고리즘과 관련이 없다.
넷째, 본 발명에서는 U/DL MU 전송을 고려한다.
다섯째, 제안된 알고리즘에서 NAV는 해당 AP가 유휴 상태이면 0으로 설정되고 반대의 경우도 마찬가지다.
이하에서, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, IEEE 80211ax 무선 네트워크에서 앞서 언급한 문제를 해결하기 위해 빠르고 가벼운 빔 방향 선택 기반 빔 형성 알고리즘을 설명한다.
(i)상기 STA가 데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 설정되어 있는지 고려한다.
이들 모두가 리셋되면 관련 AP에 즉시 데이터를 전송한다(알고리즘 1의 14행).
그러나, 이들 중 적어도 하나가 설정되면, STA는 이기적으로 행동하여 BSS 간 혼잡을 피하기 위해 데이터를 전송해서는 안된다.
또한, BSS 간 NAV 설정으로 인한 지연된 STA는 특정 기간 θed 이후에 연관시킬 새로운 AP를 조사한다. 즉, STA는 과도한 지연을 피하기 위해 대기 임계치 변수(w)를 가지며, 대기 임계 값(θed)를 초과하는 대기 임계치 변수(w) 후에 빔 포미의 적절한 방향을 발견한다 (알고리즘 1의 3행).
(ii) 상기 STA가 빔 포미를 찾기로 결정한 후에는 신호 강도의 내림 차순 (알고리즘 2의 2 행)을 기준으로 정렬하여 관련 AP 또는 외계 AP를 선택하고 가장 적합한 방향(알고리즘 2의 3~13행)찾는다.
(iii) STA는 dir의 방향으로 빔 포미를 향하여 빔 형성한다. 이것은 알고리즘 1 (알고리즘 1의 7~11행)의 결과이다.
지연된 STA와 목표 AP 사이에서 STA의 HPBW 범위 내에 있는 적절한 빔 방향 각 (빔 형성의 방위각 및 앙각)을 찾기 위해 빔 정렬 절차가 도 5에 도시된 바와 같이 재귀 호출된다.
STA는 각 AP의 수신 된 신호 강도 표시기(RSSI)를 기반으로 원래 AP 또는 다른 AP 간의 빔 탐색 속도(BSR)로 적극적으로 검색한다.
각 AP의 무선 데이터 트래픽 로드는 매우 유사하므로 RSSI는 AP를 선택하기위한 적절한 기준이다.
위의 첫째 내지 다섯째 가정에 근거하여, STA가 관련 APa을 통해 데이터를 전송하기로 선택한 경우, 이미 보유하고 있는 해당 정보를 사용하여 BSR에 설정한 (APa cs) 방향 내의 저해상도(LRa dir)방향 집합 AP검색을 위해 이를 활용한다 (알고리즘 2의 라인 4).
그 후, STA는 저해상도 방향의 결과를 이용하여 더 높은 해상도(HRa dir))로 빔 포미를 탐색한다(알고리즘 2의 라인 5).
저해상도와 고해상도의 주된 차이점은 원형 섹터(CS) 스케일에서 검색 방향 크기인데, 이는 저해상도가 고해상도보다 넓은 방향 검색 절차의 범위이다.
반면, STA가 외래 AP들 중 하나를 전송하기로 선택하면 STA는 내림차순으로 신호 강도를 고려하여 그들을 정렬하고 그 중 하나를 선택한다 (알고리즘 2의 8행에서 9행까지)
추후, STA는 탐색 방향 영역(알고리즘 1의 10 행)의 초기 범위인 da와 db 사이에 CSI를 설정하고 Searche HR 함수를 재귀적으로 호출하여 대상 외래 AP(HRe dir)의 방향을 찾는다. 반면 모든 함수 호출마다 da와 db를 동적으로 조정한다 (알고리즘 2의 11행).
마지막으로, STA는 지연 문제를 처리하고, STA는 간섭 감소의 관점에서 성능을 향상시키기 위해 계산된 결과의 방향으로 APa 또는 APe에 데이터를 전송할 수 있다.
정리하면, 초고밀도 환경에서 제안된 빔 포밍 알고리즘을 사용하는 STA는 이기적으로 행동하지 않지만 OBSS에서 다른 STA와 협조하고 무선 혼잡을 피하기 위해 노력한다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, STA가 APes와의 연관 결정을 하면, O (n log(n))의 복잡도에 따라 지배적인 APe를 찾고 적절한 빔 방향을 탐색하는 것이 필요하다. APes 중에서 지배적인 APe를 찾는 것은 O(n)을 필요로하며, 적절한 빔 방향을 찾기 위해서는 O(log (n))가 필요하다.
지금부터는 D/UL MU 전송에 대한 총 경과 시간이 공식화된다.
이 측정은 STA의 거부된 전송 손실 시간을 계산하는데 사용되며 예상 손실 처리량을 계산하는데 사용할 수 있습니다.
예상 손실 처리량에 관한 분석은 도 3을 참조하면 예상 손실 시간을 사용하여 수행할 수 있습니다.
D/UL을 위해 AP와 통신하는 STA는 IEEE 80211ax TGax 표준에 정의된 특정 전송 절차를 따른다.
DL MU 전송의 경우, AP는 관련 STA에 RTS(request-to-send) 프레임을 전송하여 IEEE 80211ax 기반 전송 절차를 시작한다.
짧은 프레임 간 공간(SIFS) 이후에, STA는 DL MU 전송 데이터를 수신할 준비가 되었음을 알리는 AP에 CTS(Clear-To-Send)로 응답한다.
그런 다음, AP는 DL MU 데이터를 STA에 동시에 전송한다. AP로부터 모든 데이터를 수신한 후, STA는 성공적인 수신을 알리기 위해 AP에 블록 수신 확인 (BACK)으로 응답한다.
마지막으로, AP는 STA의 NAV를 재설정하기 위해 CFE (contention free end)를 전송한다. UL MU 전송의 경우, AP로 데이터를 업로드 하고자 하는 STA는 MU RTS 프레임을 AP에 전송한다.
AP는 STA의 UL MU 전송을 시작하는 트리거 프레임을 전송하기 전에 CTS로 응답하고 NDP/NDPA 프레임을 전송한다.
STA가 프레임 수신을 트리거 한 후에, STA는 프레임의 데이터를 동시에 전송한다. STA의 데이터전송 절차가 종료된 후 AP는 성공적인 UL 데이터 전송을 알리기 위해 MU ACK를 STA에 다시 보낸다.
마지막으로 DL 절차와 마찬가지로 CFA를 STA에 전송하고 STA는 해당 NAV를 다시 설정한다.
이 설명에 기초하여, 단일 다운링크 및 업 링크 전송에 대한 총 경과시간은 각각 아래의 [수학식 1]과 [수학식 2]로 공식화 될 수 있다.
Figure 112019044801146-pat00002
Figure 112019044801146-pat00003
상기 2개의 [수학식 1] 및 [수학식 2]는 백 오프의 경과 시간, 데이터 전송 시간 및 D/UL 전송에서의 제어 프레임 교환 시간을 포함한다.
Td mu(Umu, Vs, Bru) 및 Tu mu(Umu, Vm, Vs, Bru)는 각각 DL 및 UL MU 전송의 총 지속 기간을 나타냅니다.
초기 제어 메시지 교환 절차를 위해 일반적으로 Tmu-RTS(Umu) + TSIFS + TCTS + TSIFS를 포함합니다. DL MU 전송에서의 Tnu,d DATA(Umu, Vs, Bru)는 각 STA마다 R(Vs, Bru)을 갖는 Umu에 대한 데이터 전송에 필요한 시간을 나타낸다.
SIFS 이후에 DL을 통해 데이터를 전송한 후, STA는 BACK을 전송하는데, 이는 임의의 심볼 간 공간 (AIFS) 및 CFE의 지속 시간인 AIFS + Te에 대해 TBA 및 유휴 시간을 소비한다.
UL MU 전송 및 Tnu,u DATA(Vs, Bru)의 Ttrigger(Umu)는 Umu UL MU STA에 대한 트리거 프레임의 지속 시간 및 MU UL 데이터 전송에 필요한 시간을 나타낸다.
마지막으로, SIFS 이후, 전체 UL MU 전송 절차를 종료하기 위해 Tmu-ACK(Vm) + Te가 필요하다. 이들은 다음에서 예상 손실 시간 lt 및 예상 손실 처리량 ELTh의 비용 값을 계산하는데 사용된다.
아래의 [수학식 3]으로 정의되는 t함수는 BSS NAV 내 다른 모든 BSS NAV가 0으로 리셋 될 때 NAV 값에 따라 총 시간 차이를 계산하는데 사용된다.
Figure 112019044801146-pat00004
상기 [수학식 1]과 [수학식 2]는 각 NAV 기간의 시간을 계산하는데 사용된다.
따라서, 상기 [수학식 3]은 조밀한 배치 환경에서 이웃하는 AP에 의해 생성된 BSS 간 NAV 세트에 의해 영향을 받는 STA의 지연된 기간을 나타낸다.
상기 [수학식 3]을 바탕으로 지연된 기간 동안 STA의 예상 처리량 손실은 누락된 제어 프레임 및 데이터 프레임에서 계산할 수 있습니다.
상세한 분석에 앞서, 제어 프레임의 모든 데이터 속도는 IEEE 802.11ax(즉, R(1, 20MHz))에서 20MHz 채널을 사용하는 단일 공간 스트림의 데이터 속도인 정적으로 6Mbps로 설정됩니다.
또한, n은 NA에 비례하며, n = ESNA이고, ES는 이웃하는 평균 NS를 나타낸다. 제어 및 데이터 프레임의 예상 손실은 다음과 같이 분석적으로 공식화될 수 있고 아래의 [수학식 4] 및 [수학식 5]를 만족시킨다.
Figure 112019044801146-pat00005
여기서 ELc는 제어 프레임의 예상 처리량 손실을 나타낸다.
상기 [수학식 4]에서 T* C는 단위 시간당 제어 프레임의
Figure 112020127259260-pat00006
크기로 lt 에서의 처리량 손실을 나타내며, P* C는 n회분의 시간 주기(lt)에 BSR Br을 갖는 적절한 빔 포미를 n개의 계수들 각각에 대해 성공적으로 발견할 확률을 나타낸다.
유사하게, 데이터 프레임, 즉 ELd의 예상된 손실은 아래의 [수학식 5]와 같이 공식화할 수 있다.
Figure 112019044801146-pat00007
상기 [수학식 5]에서 T* d와 P* d는
데이터 속도 R(Vs, Bru)에 대한 처리량 손실 지속 시간을 나타내고 BSR Br을 갖는 적절한 빔 포미를 n개의 계수들 각각에 대해 성공적으로 발견할 확률을 나타낸다.
마지막으로 총 처리량 손실은 아래의 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있습니다.
Figure 112019044801146-pat00008
또한, 매체 액세스 공정성은 자인의 지수(Jain`s index)인 아래의 [수학식 7]에 의해 평가될 수 있다.
Figure 112019044801146-pat00009
여기서 상기 xi t는 시간 단계 t에서의 i번째 STA의 처리량을 나타낸다.
다음으로, 상술한 지연 시나리오와 관련된 시뮬레이션 설정 및 결과에 대해 설명한다.
상기 U/DL MU 전송에 대해 제시된 분석 모델을 기반으로 거부된 전송 기간을 시뮬레이션하고,
또한, 상기 [수학식 4] 내지 [수학식 6]에 기반하여 간섭으로 인한 추정된 시간 손실에 대한 U/DL MU 전송의 처리량 이득을 조사한다.
제안된 매체 접속 방식은 밀도가 높은 배치된 IoT 환경에 위치하는 STA가 완화된 간섭을 갖는 MU 전송을 통해 통신할 수 있게 한다.
결과적으로, 제안된 방식으로 STA의 송수신 데이터의 예상 양에 대한 성능이 향상된다.
마지막으로 Jain의 지수를 사용하여 공정성 측면에서 제안된 매체 접근 제어 프로토콜을 평가한다.
본 발명에서는 일반적인 DCF와 제안된 알고리즘의 fairness 값을 다양한 옵션과 다양한 STA 개수로 비교한다. 모든 시뮬레이션 환경은 STA와 AP 사이의 채널 상태가 고정되어 있다고 가정한다.
본 발명에 따른 알고리즘에 대한 시뮬레이션은 상술한 가정과 공식에 따라 설계되고 구현되어 이러한 설정에 따라 정확하게 작동한다.
시뮬레이션에 사용된 매개 변수와 해당 값은 아래의 표 2에 요약되어 있습니다.
Figure 112019044801146-pat00010
시뮬레이션 환경은 다음과 같이 구성됩니다. 조밀하게 배치된 OBSS 그리드 토폴로지에 있는 4 ~ 64 개의 8AP와 STA가 있다.
상기 STA는 전송 큐에서 관련 AP로 전송할 데이터가 항상 있다고 가정한다. 따라서, OBSS 영역에 존재하는 STA는 스펙트럼 자원을 심각하게 경쟁하여 지연 및 처리량 이득 성능에 대해 각각이 인접한 STA에 영향을 미친다.
결과적으로, OBSS 내의 STA는 데이터를 전송하기 위해 지연되고 다중 BSS NAV 세트 및 BSS NAV 세트로 인해 처리량 이득이 저하된다.
시뮬레이션 변수의 경우 채널 상태가 고정되어 있고 Aps 및 STA의 위치가 고정되어 있다고 가정 했으므로 임의의 시뮬레이션 변수가 존재하지 않는다.
또한, [표 2]의 환경 설정 및 시뮬레이션 매개 변수를 사용하여 시뮬레이션을 수행하고 DL 및 UL 시나리오에서 토폴로지, MCS 및 BSR의 기존 STA 수를 각각 변경하여 시뮬레이션을 수행한다.
각 시뮬레이션 결과는 미리 정의된 고정 시뮬레이션 매개 변수를 사용하여 여러 독립적인 실험에서 파생된다.
이 시뮬레이션 환경에서 본 발명은 특정 STA의 BSS 간 NAV가 관련 STA와의 전송을 연속적으로 시작하는 이웃 AP로 인해 연속적으로 설정되는 지연 시나리오를 구체적으로 설계했다.
따라서, STA는 BSS 간 NAV의 연속적인 세트로 인해 지연되고, 이들 모두가 리셋될때까지 대기해야 한다. 위에서 제안한 알고리즘을 이용하여 STA의 지연 시간을 최소화하여 알고리즘 2의 대기 시간 임계 값(θed)을 거의 대기할 수 있다.
반송파의 전체 대역폭은 160MHz이고 FFT 크기는 256으로 채택된다.
또한, 집합 매체 액세스 제어 프로토콜 데이터 단위(A-MPDU)는 전송 시뮬레이션을 위해 사용되는 심볼 지속 기간 r(16ms)을 갖는 Pa패킷으로 구성된다.
ACK, SIFS 및 기타 제어 프레임을 포함하여 lc의 크기는 123 바이트로 설정되고 ld는 1460바이트이다. 또한, ld 크기의 Pa프레임은 시뮬레이션을 위한 A-MPDU로 집계된다.
또한, 8개의 안테나를 갖는 AP는 다수의 공간 스트림을 통한 전송을 가능하게하기 위해 2개의 안테나를 각각 구비하는 STA를 제공한다.
첫째, 도 3에서 STA2와 같은 STA를 지연시키는 MCS(Modulation and Coding Scheme)레벨과 STA 수를 변경하여 초고밀도 배포 시나리오에서 U/DL 전송의 시간 손실을 시뮬레이션한다.
또한, 지연된 STA에 대한 시간 손실의 안정성을 평가하기 위해 최대 32개의 STA를 지원하는 고밀도 별자리가 고려됩니다. 또한, STA, MCS 및 BSR (beam search rate)에 대한 다양한 파라미터를 사용하여 U/DL 전송과 관련된 STA의 예상 처리량 이득을 시뮬레이션한다.
마지막으로 각 STA에 대한 매체 액세스의 공정성을 자인의 지수를 계산하여 DCF와 비교한다. 시뮬레이션 결과는 제안된 매체 접속 방식의 공정성이 DCF보다 우월함을 보여준다.
DL 및 UL MU 전송의 lt 값은 도 6 및 7에서 볼 수 있듯이 다양한 MCS 및 STA 번호 아래의 고밀도 배포 환경에서 시뮬레이션된다.
상기 [수학식 3] 바탕으로 STA의 시간 손실은 상기 [표 2]의 파라미터를 사용하여 측정된다. STA의 시간 손실은 인접 STA의 수가 증가함에 따라 급격히 증가한다.
간섭하는 STA의 수가 64에 도달하면 MCS 9와 MCS 10을 사용하는 STA는 실제로 어떤 데이터도 전송할 수 없다.
이러한 현상에 대한 원인은 STA에 대한 가능한 혼잡을 관리하기 위해 BSS 간 NAV가 증가되는 IEEE 802.11ax의 다중 NAV 정책입니다.
또한, BSS간 NAV는 이웃하거나 간섭하는 AP 및 관련 STA의 수에 비례한다.
결과적으로, 증가된 집합 내 BSS NAV 및 BSS NAV는 조밀하게 배치된 IoT 환경에 위치하는 STA의 예상 시간 손실을 길게 하고, 지연 문제로 인해 STA의 QoS를 악화시킨다.
도 8 및 도 9은 BSR, MCS 레벨 및 간섭 STA의 수를 변화시키는 상기 [수학식 3], [수학식 4] 및 [수학식 5]에 기초한 D/UL MU 전송의 예상 된 처리량 이득을 도시한 것이다.
인접한 STA들에 의해 야기된 지연된 지연 문제는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 STA의 데이터 송신 및 수신에 대한 시간 손실을 초래한다.
지연 문제는 대체 AP(관련 AP가 포화된 경우) 또는 적절한 빔 형성 방향(관련 AP가 다른 빔 형성 방향에서 사용 가능함)을 찾는 제안된 빔 정렬 알고리즘에 의해 효과적으로 처리된다.
관련 AP에 대해 적절한 외계인 AP 또는 대체 빔 방향을 찾은 후 STA는 알고리즘을 사용하여 Tx 및 Rx의 작동을 재개 할 수 있습니다.
처리량 이득 시뮬레이션의 결과는 제안된 알고리즘이 다른 시나리오 (4, 8, 16, 32 STA)보다 BSS 범위 내에서 STA에 영향을 주는 조밀한 배치 시나리오에서보다 효과적임을 보여준다.
따라서 간섭을 완화하기 위한 알고리즘의 성능은 일반 및 조밀하게 배치된 IoT 시나리오 모두에 효과적입니다.
마지막으로, 도 8과 8은 DCF와 제안된 알고리즘 간의 매체 접근에 대한 공정성 지수 값의 비교를 나타낸다.
결과는 도 8과 8에서 상기 [수학식 7]과 처리량 증가로 분석된다.
제안된 알고리즘의 공평성은 도 10에서와 같이 DL 전송에서 STA의 수가 각각 16과 64일 때 DCF에 비해 44%와 31%로 향상되었다.
UL 전송의 경우, 도 11과 같이 간섭 STA 수가 각각 16 및 64인 경우 매체 액세스의 공정성이 최대 50% 및 36%로 향상된다.
결론적으로 제안된 알고리즘은 각 STA의 처리량 이득뿐만 아니라 고밀도로 배치된 환경에서의 채널 액세스 효율의 공정성을 향상시킨다.
본 발명에 따른 알고리즘을 사용하는 STA는 이기적으로 행동하지 않고 대기 임계 값을 가지고 이단적으로 행동하므로 BSS의 STA는 협조적으로 작동할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 실행된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
STA : STATION AP : 액세스 포인트)
NAV : 네트워크 할당 벡터 OBSS : Overlapping Basic Service Set
CCA : 동적 클리어 채널 평가 TWT : 목표 깨우기 시간
SU : 단일 사용자 MU : 다중 사용자
STR : 동시 전송 및 수신
HE-WLAN : high-efficiency wireless local area networks
WLAN : 무선 근거리 통신망 CSI : 채널 상태 정보
FEC : 순방향 오류 수정 BCC : 블록 검사 문자
FFT : Fast Fourier Transform ISI : Inter-Symbol Interference
GI : 보호 간격 LDPC : 저밀도 패리티 검사
FEC : 순방향 오류 수정 MCS : modulation and coding scheme
DCF : distributed coordination function

Claims (15)

  1. 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법에 있어서,
    (a) STA가 데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 설정되어 있는지 판단하는 단계;
    (c) 상기 BSS간 NAV 설정으로 인해 데이터 전송이 지연된 경우 상기 STA는 소정의 대기 임계 값(θed) 이후에 연관시킬 새로운 AP인 빔 포미(Beamformee)를 선정하는 단계; 및
    (d) 상기 STA가 CSI(channel state information)에 기반한 알고리즘에 의해 결정되는 dir의 방향으로 상기 빔 포미를 향하여 빔을 형성하는 단계;를 포함하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법
  2. 제 1항에 있어서,
    상기(a)단계에서
    (b) 상기 STA가 BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 리셋되면, 관련 AP에 데이터를 전송하는 단계;를 더 포함하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    (c-1) 상기 STA가 과도한 지연을 피하기 위해 대기 임계치 변수(w)를 가지며, 상기 대기 임계 값(θed)을 초과하는 대기 임계치 변수(w) 후, 상기 빔 포미의 방향을 탐색하는 단계;를 더 포함하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 (c)단계는
    (c-2) 상기 STA가 관련 APa을 통해 데이터를 전송하기로 선택한 경우, 이미 보유하고 있는 해당 정보를 사용하여 BSR에 설정한 (APa cs) 방향 내의 저해상도(LRa dir)방향 집합 AP를 탐색하고, 상기 저해상도 방향의 결과를 이용하여 더 높은 해상도(HRa dir))로 상기 빔 포미를 탐색하는 단계;를 더 포함하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 STA가 상기 빔 포미를 찾기로 결정한 후에는 신호 강도의 내림 차순을 기준으로 정렬하여 관련 AP 또는 인접한 AP를 선택하고 적합한 방향을 탐색하는 것을 특징으로 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 (c-1)에서 상기 STA가 지연된 STA와 목표 AP 사이에서 STA의 HPBW 범위 내에 있는 적절한 빔 방향 각(빔 형성의 방위각 및 앙각)을 찾기 위해 빔 정렬 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 STA는 각 AP의 수신 된 신호 강도 표시기(RSSI)를 기반으로 원래 AP 또는 인접한 AP 간의 빔 탐색 속도(BSR)로 적극적으로 AP를 검색하는 것을 특징으로 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 STA가 상기 인접한 AP들 중 하나를 전송하기로 선택하면 STA는 내림차순으로 신호 강도를 고려하여 그들을 정렬하고 그 중 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 STA는 탐색 방향 영역의 초기 범위인 da와 db 사이에 CSI를 설정하고 Searche HR 함수를 재귀적으로 호출하여 대상 인접 AP(HRe dir)의 방향을 찾되, Searche HR 함수를 재귀적으로 호출할 때마다 상기 da와 db를 동적으로 조정하는 것을 특징으로 하는 고밀도 IEEE 802.11AX IOT 네트워크에서 간섭을 고려한 적응적 빔 얼라인먼트 기법.
  10. 복수의 AP와의 데이터 전송 지연을 해소하기 위한 STA에 있어서,
    데이터 전송을 시도하면, BSS(Basic Service Set)간 NAV가 설정되어 있는지 판단하는 주제어부;
    상기 BSS간 NAV 설정으로 인해 데이터 전송이 지연된 경우 소정의 대기 임계 값(θed) 이후에 연관시킬 새로운 AP인 빔 포미(Beamformee)를 선정하는 AP 선정부; 및
    상기 빔 포미를 향하여 빔을 형성하는 빔포밍부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 STA.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 BSS(Basic Service Set) 간 NAV가 리셋되면, 관련 AP에 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 STA.
  12. 제 11항에 있어서,
    과도한 지연을 피하기 위해 대기 임계치 변수(w)를 가지며, 상기 대기 임계 값(θed)을 초과하는 대기 임계치 변수(w) 경과 후, 상기 빔 포미의 방향을 탐색하는 것을 특징으로 하는 STA.
  13. 제 12항에 있어서,
    관련 APa을 통해 데이터를 전송하기로 선택한 경우, 이미 보유하고 있는 해당 정보를 사용하여 BSR에 설정한 (APa cs) 방향 내의 저해상도(LRa dir)방향 집합 AP를 탐색하고, 상기 저해상도 방향의 결과를 이용하여 더 높은 해상도(HRa dir))로 상기 빔 포미를 탐색하는 것을 특징으로 하는 STA.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 빔 포미를 찾기로 결정한 후에는 신호 강도의 내림 차순을 기준으로 정렬하여 관련 AP 또는 인접한 AP를 선택하고 적합한 방향을 탐색하는 것을 특징으로 하는 STA.
  15. 제 14항에 있어서,
    지연된 STA와 목표 AP 사이에서 STA의 HPBW 범위 내에 있는 빔 방향 각(빔 형성의 방위각 및 앙각)을 찾기 위해 빔을 정렬하는 것을 특징으로 하는 STA.
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WO2017183917A1 (ko) * 2016-04-22 2017-10-26 엘지전자 주식회사 무선랜 시스템에서 이종 nav 기반 통신

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