KR102377876B1 - 무선 랜에서의 기회적 간섭 정렬 방법 - Google Patents

Abstract

무선 랜에서의 기회적 간섭 정렬 방법이 개시된다. 마스터 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법은 상기 마스터 액세스 포인트와 피드백 참여 액세스 포인트를 포함하는 피드백 그룹을 결정하는 단계; 상기 마스터 액세스 포인트에 관한 전송 벡터 공간을 랜덤하게 선택하는 단계; 상기 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 전송 벡터 공간에 관한 정보에 기초하여 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기에 의해 계산된 간섭 누출(leakage of interference, LIF)에 관한 정보를 제1 전송 기회(TXOP)동안 상기 단말기로부터 피드백으로서 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선 랜에서의 기회적 간섭 정렬 방법{METHOD FOR OPPORTUNISTIC INTERFERENCE ALIGNMENT IN WIRELESS LAN}

본 발명은 무선 랜에서의 기회적 간섭 정렬 방법에 관한 것이다.

스마트 폰의 보급 등으로 인하여 무선 랜(WLAN, Wireless Local Area Network)의 사용이 폭발적으로 증가하고 있으나 무선 랜이 사용되고 있는 주파수 대역이 포화 상태이고 중앙 집중식으로 액세스 포인트 간 제어되지(coordination) 않는 무선 랜 기술의 특성으로 인하여 OBSS (Overlapped BSS) 환경에서의 간섭으로 인한 무선 랜 성능 저하 문제가 심각한 상황이다.

간섭 환경의 다중 액세스 포인트 네트워크 환경에서 각각의 액세스 포인트 네트워크의 메시지 심볼 전송이 동시에 일어나는 경우 간섭 현상으로 인해 전체 네트워크의 처리량(throughput) 성능이 저하될 수 있다. 따라서 간섭 현상으로 인한 처리량 저하를 막기 위해서는 적절한 간섭 제어(coordination)가 필요하다. 기존의 채널 직교 간섭 정렬 알고리즘을 사용하여 간섭 정렬을 수행하기 위해서는 모든 액세스 포인트 및 단말기의 전체 채널 정보가 필요하다. 그러나 정확한 채널 정보를 공유하기 위한 피드백은 시스템 오버헤드가 되며, 대부분의 간섭 정렬은 원하는 성능을 내려면 수렴성이나 반복 회수로 인한 연산 복잡도도 고려해야 한다.

이를 극복하기 위해 기회적 간섭 정렬(Opportunistic Interference Alignment, OIA) 알고리즘이 제안되었다. 간섭 정렬 기술은 동일한 주파수를 사용하는 액세스 포인트들이 중첩되어 존재하는 무선 채널 환경에서 액세스 포인트 간의 간섭으로 인해 전송 성능이 저하되는 문제를 해결하기 위한 기술로, 무선 전송시 액세스 포인트 간의 간섭을 제어하여 전송 효율을 향상시키는 방법이다. 하지만, 현재의 기회적 간섭 정렬 기술들은 대부분 셀룰러 환경을 위한 것이며, 또한 물리 계층에서의 기회적 간섭 정렬 알고리즘은 연구되고 있지만, 무선 랜에서 기회적 간섭 정렬를 위한 맥(Medium Access Control, MAC) 프로토콜 기술은 없는 실정이다.

본 발명은 마스터 액세스 포인트와 피드백 참여 액세스 포인트를 포함하는 피드백 그룹을 결정하는 단계, 마스터 액세스 포인트에 관한 전송 벡터 공간을 랜덤하게 선택하는 단계, 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계 및 전송 벡터 공간에 관한 정보에 기초하여 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기에 의해 계산된 간섭 누출(leakage of interference, LIF)에 관한 정보를 제1 전송 기회(TXOP)동안 단말기로부터 피드백으로서 수신하는 단계를 포함함으로써 무선 랜에서의 OBSS 환경에서 보다 적은 오버헤드를 사용하여 액세스 포인트 간의 간섭을 제거하여 효율적인 전송을 가능하게 하는 방법을 제공한다.

본 발명은 마스터 액세스 포인트와 전송 참여 액세스 포인트를 포함하는 전송 참여 그룹을 결정하는 단계, 제1 기본 서비스 셋에 포함된 단말기 중에서 단말기의 간섭 누출에 관한 피드백에 기초하여 가장 작은 간섭 영향을 가지는 제1 단말기를 선택하는 단계, 제1 전송 기회 동안 전송 참여 액세스 포인트의 전송과 동시에 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계 및 제1 단말기의 데이터 수신 확인을 위한 블록 확인(block Ack) 단계를 포함함으로써 무선 랜에서의 OBSS 환경에서 보다 적은 오버헤드를 사용하여 액세스 포인트 간의 간섭을 제거하여 효율적인 전송을 가능하게 하는 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 마스터 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법은 상기 마스터 액세스 포인트와 피드백 참여 액세스 포인트를 포함하는 피드백 그룹을 결정하는 단계; 상기 마스터 액세스 포인트에 관한 전송 벡터 공간을 랜덤하게 선택하는 단계; 상기 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 전송 벡터 공간에 관한 정보에 기초하여 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기에 의해 계산된 간섭 누출(leakage of interference, LIF)에 관한 정보를 제1 전송 기회(TXOP)동안 상기 단말기로부터 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 마스터 액세스 포인트는, 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 상기 제1 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 피드백 참여 액세스 포인트는 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 제2 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 제1 기본 서비스 셋과 상기 제2 기본 서비스 셋은 서로 간섭하고, 상기 마스터 액세스 포인트는, 최초로 채널에 접근하여 상기 기회적 간섭 정렬 방법의 피드백 프로토콜 시퀀스를 제어할 수 있다.

상기 피드백 그룹을 결정하는 단계는, 후보 액세스 포인트와 제1 피드백 프레임 및 제2 피드백 프레임을 교환함으로써 상기 피드백 프로토콜 시퀀스를 보호하는 단계; 및 상기 후보 액세스 포인트로부터 수신한 제2 피드백 프레임에 기초하여 상기 후보 액세스 포인트를 상기 피드백 참여 액세스 포인트로서 상기 피드백 그룹에 포함하는 단계를 포함하고, 상기 제1 피드백 프레임은, 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)이고, 상기 제2 피드백 프레임은 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame)일 수 있다.

상기 제2 피드백 프레임은, 상기 후보 액세스 포인트의 기본 서비스 셋에 포함된 단말기에 관한 정보를 포함할 수 있다.

상기 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계는, 상기 피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트의 리스트 및 상기 리스트에 포함된 액세스 포인트에 대응하는 단말기에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 및 상기 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 액세스 포인트의 리스트 및 상기 단말기에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계는, 상기 액세스 포인트의 리스트 및 상기 리스트에 포함된 액세스 포인트에 대응하는 단말기에 관한 정보를 포함하는 제3 피드백 프레임을 브로드캐스팅하고, 상기 제1 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅하는 단계는, 상기 제1 전송 벡터 공간을 포함하는 제4 피드백 프레임을 브로드캐스팅하고, 상기 제3 피드백 프레임은, 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임(OIA null data packet announcement frame)이고, 상기 제4 피드백 프레임은 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임(OIA null data packet frame)일 수 있다.

상기 간섭 누출에 관한 정보는, 상기 단말기의 최적 수신 벡터(optimal receiving vector), 신호 대 잡음비(SINR) 및 예상되는 간섭 누출의 양을 포함할 수 있다.

상기 간섭 누출에 관한 정보를 수신하는 단계는, 제5 피드백 프레임을 상기 단말기로 전송하는 단계; 및 상기 단말기로부터 제6 피드백 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 제5 피드백 프레임은, 간섭 누출 피드백 폴 프레임(간섭 누출 피드백 폴 프레임)이고, 상기 제6 피드백 프레임은 상기 간섭 누출에 관한 정보를 포함하는 간섭 누출 피드백 프레임(간섭 누출 피드백 프레임)일 수 있다.

상기 피드백 참여 액세스 포인트가 상기 제2 기본 서비스 셋에 포함된 단말기로부터 상기 제2 기본 서비스 셋에 포함된 단말기에 의해 계산된 간섭 누출에 관한 정보를 상기 제1 전송 기회 동안 완전히 수신하지 못한 경우, 제2 전송 기회를 획득하는 단계; 및 상기 제2 전송 기회 동안 상기 피드백 참여 액세스 포인트에게 상기 제2 기본 서비스 셋에 포함된 단말기로부터 상기 제2 기본 서비스 셋에 포함된 단말기에 의해 계산된 간섭 누출에 관한 정보를 수신할 기회를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 마스터 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법은 상기 마스터 액세스 포인트와 전송 참여 액세스 포인트를 포함하는 전송 참여 그룹을 결정하는 단계; 제1 기본 서비스 셋에 포함된 단말기 중에서 상기 단말기의 간섭 누출에 관한 피드백에 기초하여 가장 작은 간섭 영향을 가지는 제1 단말기를 선택하는 단계; 제1 전송 기회 동안 상기 전송 참여 액세스 포인트의 전송과 동시에 상기 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 제1 단말기의 데이터 수신을 확인하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 마스터 액세스 포인트는, 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 상기 제1 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 전송 참여 액세스 포인트는 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 제2 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 제1 기본 서비스 셋과 상기 제2 기본 서비스 셋은 서로 간섭하고, 상기 마스터 액세스 포인트는, 최초로 채널에 접근하여 상기 기회적 간섭 정렬 방법의 전송 프로토콜 시퀀스를 제어할 수 있다.

상기 전송 참여 그룹을 결정하는 단계는, 피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트를 전송 참여 그룹의 후보 액세스 포인트로 설정하는 단계; 상기 후보 액세스 포인트와 제1 전송 프레임 및 제2 전송 프레임을 교환함으로써 상기 전송 프로토콜 시퀀스를 보호하는 단계; 및 상기 후보 액세스 포인트로부터 수신한 제2 전송 프레임에 기초하여 상기 후보 액세스 포인트를 상기 전송 참여 액세스 포인트로서 상기 전송 참여 그룹에 포함하는 단계를 포함하고, 상기 제1 전송 프레임은, 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)이고, 상기 제2 전송 프레임은 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame)일 수 있다.

상기 제1 피드백 프레임은, 상기 후보 액세스 포인트가 참조할 예상 데이터 전송 시간(expected data transmission duration)을 포함할 수 있다.

상기 데이터를 전송하는 단계는, 전송 시간(transmission duration)을 설정하는 단계; 상기 전송 참여 액세스 포인트로 상기 전송 시간을 전송하는 단계; 및 상기 전송 시간에 기초하여, 상기 전송 참여 액세스 포인트가 상기 전송 참여 액세스 포인트에 의해 선택된 제2 단말기로 데이터를 전송하는 동시에 상기 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 전송 시간을 상기 전송 참여 액세스 포인트로 전송하는 단계는, 상기 전송 시간을 포함하는 제3 전송 프레임을 상기 전송 참여 액세스 포인트로 전송하고, 상기 제3 전송 프레임은, 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임(OIA synch frame)일 수 있다.

상기 제1 단말기의 데이터 수신을 확인하는 단계는, 상기 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기와 제4 전송 프레임 및 제5 전송 프레임을 교환함으로써 상기 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기의 데이터 수신을 확인하는 단계를 포함하고, 상기 제4 전송 프레임은 BAR 프레임(Block Acknowledgement Request frame)이고, 상기 제5 전송 프레임은 BA 프레임(Block Acknowledgement frame)일 수 있다.

상기 전송 참여 액세스 포인트로부터 전송할 추가적인 데이터가 있고 상기 전송 참여 그룹의 상기 제1 전송 기회가 부족하고 전송 참여 그룹이 변경된 경우, 채널에 액세스함으로써 제2 전송 기회를 획득하는 단계; 및 상기 제2 전송 기회 동안에 상기 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 전송 참여 액세스 포인트로부터 전송할 추가적인 데이터가 있고 상기 전송 참여 그룹의 상기 제1 전송 기회가 부족하고 전송 참여 그룹이 유지되는 경우, 채널에 액세스함으로써 제2 전송 기회를 획득하는 단계; 및 상기 전송 참여 액세스 포인트와 제6 전송 프레임 및 제7 전송 프레임을 교환하거나 복수의 제8 전송 프레임 및 복수의 제9 전송 프레임을 교환함으로써 상기 전송 프로토콜 시퀀스를 보호하는 단계를 더 포함하고, 상기 제6 전송 프레임은 mRTS 프레임이고, 상기 제7 전송 프레임은 mCTS 프레임이고, 상기 제8 전송 프레임은 송신 요구 프레임(RTS frame)이고, 상기 제9 전송 프레임은 송신 준비 완료 프레임(CTS frame)일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 무선 랜에서의 OBSS(Overlapped Basic Service Set) 환경에서 보다 적은 오버헤드를 사용하여 액세스 포인트 간의 간섭을 제거하여 효율적인 전송을 가능하게 한다.

도 1a는 일실시예에 따른 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.
도 1b는 일실시예에 따른 다른 기본 서비스 셋에 포함된 단말기가 액세스 포인트에게 노출되지 않는 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 액세스 포인트의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 단말기의 세부 구성을 도시한 도면이다.
도 4a는 일실시예에 따른 각 단말에서의 간섭 영향을 도시한 도면이다.
도 4b는 일실시예에 따른 하향링크 기회적 간섭 정렬에서의 간섭 누출의 피드백 정보를 도시한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 하향링크 기회적 간섭 정렬 프로토콜의 동작 절차의 개요를 도시한 도면이다.
도 6은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜을 도시한 순서도이다.
도 7은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 7a는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 피드백 그룹을 결정하는 단계를 도시한 도면이다.
도 7b는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅하는 단계를 도시한 도면이다.
도 7c는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 피드백을 수신하는 단계를 도시한 도면이다.
도 8은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 도시한 순서도이다.
도 9는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 9a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 전송 참여 그룹을 결정하는 단계를 도시한 도면이다.
도 9b는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 데이터를 동시에 전송하는 단계를 도시한 도면이다.
도 9c는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 블록 확인 단계를 도시한 도면이다.
도 10은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 프로토콜을 도시한 순서도이다.
도 11은 일실시예에 따른 전송할 추가적인 데이터가 존재하는 경우의 후처리 과정을 도시한 순서도이다.
도 12는 일실시예에 따른 전송 기회 부족 및 전송 그룹 유지의 경우의 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 도시한 도면이다.
도 13a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 도시한 도면이다.
도 13b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임 중 OIA-RTS Info 필드를 도시한 도면이다.
도 14a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 도시한 도면이다.
도 14b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 중 OIA-CTS Info 필드를 도시한 도면이다.
도 14c는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 중 STA Info 필드를 도시한 도면이다.
도 15는 일실시예에 따른 송신 준비 완료 폴 프레임을 도시한 도면이다.
도 16a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 도시한 도면이다.
도 16b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 중 Group Member Indication Bitmap 필드를 도시한 도면이다.
도 16c 은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 중 Sounding Dialog Token 필드를 도시한 도면이다.
도 17는 일실시예에 따른 AP-Poll 프레임을 도시한 도면이다.
도 18는 다른 실시예에 따른 AP-Poll 프레임을 도시한 도면이다.
도 19는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 도시한 도면이다.
도 20a는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임을 도시한 도면이다.
도 20b은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임 중 LIF FB Info 필드를 도시한 도면이다.
도 20c는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임 중 LIF FB 필드를 도시한 도면이다.
도 21a는 일실시예에 따른 mRTS 프레임을 도시한 도면이다.
도 21b은 일실시예에 따른 mRTS 프레임 중 mRTS Info 필드를 도시한 도면이다.
도 22a는 일실시예에 따른 mCTS 프레임을 도시한 도면이다.
도 22b은 일실시예에 따른 mCTS 프레임 중 mCTS Info 필드를 도시한 도면이다.
도 23은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 도시한 도면이다.

아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 특허출원의 범위가 본 명세서에 설명된 내용에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 설명한 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급은 그 실시예와 관련하여 설명되는 특정한 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미하며, "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 언급이 모두 동일한 실시예를 지칭하는 것이라고 이해되어서는 안된다.

제1 또는 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 구분하기 위해 사용될 수 있지만, 구성요소들이 제1 또는 제2의 용어에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 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.

OIA 맥 프로토콜은 다음과 같은 사항이 고려되어야 한다.

무선 랜에서 위와 같은 기회적 간섭 정렬 절차를 수행하기 위해서는 간섭 누출 피드백(LIF feedback) 과정을 수행할 액세스 포인트 그룹 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 동시 전송을 수행할 액세스 포인트 그룹 선정을 위한 프로토콜 시퀀스가 필요하다. 또한 기회적 간섭 정렬 절차를 수행하기 위해서는 간섭 누출 피드백 및 기본 서비스 셋 간의 채널 정보 교환, 타 액세스 포인트가 획득한 전송 기회(TXOP, Transmit Opportunity) 공유, 서로 다른 액세스 포인트 간의 채널 보호(protection), 서로 다른 액세스 포인트 간의 동일 채널에서의 동시 전송시의 동기화 등을 수행하기 위한 기회적 간섭 정렬 맥 프로토콜이 필요하다.

또한 위와 같은 프로토콜은 실제 무선 랜 환경에서 사용될 수 있도록 기존 무선 랜 프로토콜에 영향을 주지 않으면서 최소한의 수정만 필요로 하도록 설계되어야 한다.

실제 무선 랜 환경에서는 기회적 간섭 정렬 전송에 참여하는 기본 서비스 셋 내의 단말기들이 기회적 간섭 정렬 전송 그룹 내에 속한 다른 액세스 포인트의 비콘(beacon)을 들을 수 있는 것은 아니며, 이를 고려하여 프로토콜이 설계되어야 한다. 기회적 간섭 정렬 전송은 OIA 전송으로 지칭될 수 있다.

기존의 802.11ac의 사운딩(sounding) 과정과는 달리, 기회적 간섭 정렬 전송에서는 다수의 기본 서비스 셋 내에서 간섭 누출 피드백 과정이 함께 이루어져야 한다. 또한 간섭 누출 피드백은 기존 802.11ac의 빔포밍 리포트(Beamforming Report)와는 다른 프레임 형식(frame format)을 사용하도록 정의하는 것이 보다 효율적이다.

또한 기회적 간섭 정렬은 기존의 802.11ac와는 달리 단말기 당 피드백양이 적으므로, 피드백 프레임의 세그멘테이션(segmentation), 특정 segment 에 대한 선택적 재전송(selective retransmission) 등 기존의 802.11ac 피드백 프로토콜을 단순화하여 피드백 과정의 프레임 크기(frame size), 복잡도(complexity) 등을 줄여야 한다.

간섭 정렬이 필요한 경우는 AP간의 거리가 서로 가깝기 때문에 서로 전송 영역이 많이 겹치는 환경이며, 이러한 환경에서 간섭 정렬에 참여하는 액세스 포인트는 보통 같이 참여하는 상대방 액세스 포인트의 비콘 및 전송 프레임을 들을 수 있는 것이 일반적이다.

하지만 각 액세스 포인트가 생성한 기본 서비스 셋 내의 단말기 중 일부는 간섭 정렬에 참여하는 타 액세스 포인트에게 노출되지 않는(hidden) 경우가 있을 수 있다. 도 1b는 이러한 OBSS 환경을 나타낸다. 본 발명은 이러한 OBSS 환경에서 동작 가능하도록 설계된 프로토콜 절차에 관한 것이며, 또한 기회적 간섭 정렬 알고리즘에 비교적 의존적이지 않고 쉽게 다른 기회적 간섭 정렬 알고리즘을 수용할 수 있도록 고안되었다.

본 특허에서는 위와 같은 요구 사항을 만족시키는 기회적 간섭 정렬 맥 프로토콜을 제안한다.

이하 프로토콜 시퀀스에 관한 설명에서는 각 액세스 포인트가 MU-MIMO (multi-user multi-input multi-output)로 단말기에게 전송하는 것을 예를 들어 설명하고 있으나, SU-MIMO (single-user multi-input multi-output)전송도 동일한 프로토콜로 수행 가능하다. (SU-MIMO의 경우는 각 액세스 포인트의 전송 대상 단말기가 하나라는 점만 다르고 전체 프로토콜 절차는 동일함)

또한 본 발명에서 제공하는 액세스 포인트 간의 협력 방법, 예를 들어 협력할 액세스 포인트 그룹 선정, 기본 서비스 셋 간의 정보 교환 방법, 타 액세스 포인트가 획득한 전송 기회 공유, 서로 다른 액세스 포인트 간의 채널 보호 및 서로 다른 액세스 포인트 간의 동일 채널에서의 동시 전송시의 동기화 방법 등은 간섭 정렬뿐만 아니라 다수 액세스 포인트 간의 협력을 바탕으로 한 협력 통신에도 일반적으로 적용할 수 있는 방법으로 OBSS 에서의 전송 효율을 향상시키는데 일반적으로 적용 가능하다.

본 발명에서 제안하는 무선 랜 기회적 간섭 정렬 맥 프로토콜은 액세스 포인트 간의 협력을 통해 액세스 포인트 간의 간섭을 제어하여 OBSS에서의 전송 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1a는 일실시예에 따른 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.

오늘날 가장 많이 사용되는 무선 랜 표준은 IEEE 802.11인데, IEEE 802.11 네트워크의 기본 구성 블록은 기본 서비스 셋(Basic Service Set, BSS)(120, 121 및 122)이다. 기본 서비스 셋은 액세스 포인트(Access Point, AP)(100, 101 및 102)와 적어도 하나의 단말기(Station, STA)(110, 111 및 112)로 이루어진다.

액세스 포인트는 전송거리 이내의 무선 랜 사용자들이 인터넷 접속 및 네트워크를 이용할 수 있도록 전파를 보내는 장비로서 휴대폰의 기지국 또는 유선 네트워크의 허브와 같은 역할을 한다. ISP(Internet Service Provider)에서 제공하는 무선초고속인터넷 서비스 역시 서비스 지역 내에 액세스 포인트라는 장비가 이미 설치되어 있다. 단말기는 무선네트워크 통신을 수행하기 위해서 무선 랜 카드 등을 장착하고 있어야 하며, 컴퓨터(노트북 포함), 셀룰러 폰 또는 PDA 등이 있다.

IEEE 802.11 네트워크에는 기본 서비스 셋 내에 있는 단말기들이 서로 간에 직접 통신을 수행하는 독립 네트워크(Independent BSS)와 단말기가 기본 서비스 셋 내외의 단말기와 통신을 수행하는 과정에서 액세스 포인트가 개입되는 인프라스트럭처 네트워크(Infrastructure BSS)와 기본 서비스 셋과 기본 서비스 셋을 연결함으로써 서비스영역을 확장시키는 확장 서비스 셋(Extended Service Set)이 있다.

일반적으로 IEEE 802.11을 기반으로 하는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 방식을 기반으로 매체에 접근하며 각 액세스 포인트(100, 101 및 102)가 서로 독립적으로 동작한다. 즉, 무선 랜 시스템은 별도의 장치에 의해서 채널을 할당하는 방식이 아니며 액세스 포인트(100, 101 및 102)가 Power ON할 때 운용자 또는 채널 할당 알고리즘에 의해 각 액세스 포인트(100, 101 및 102)가 독립적으로 채널을 선택한다. 따라서 많은 무선 랜 시스템이 존재하는 상황에서는 각 기본 서비스 셋(120, 121 및 122)에서 사용하는 채널은 중복될 가능성이 많다. 채널이 중복되면 인접한 기본 서비스 셋(120, 121 및 122) 간에 간섭이 발생하게 된다. 간섭은 복수의 액세스 포인트(100, 101 및 102) 간에 발생할 수도 있고 하나의 액세스 포인트의 복수의 스트림(stream) 간에 발생할 수도 있다.

각각의 액세스 포인트들은 다중 안테나를 가지고 있고, 단말기의 경우도 여러 개의 안테나를 가질 수 있다. 무선 랜에서는 각 액세스 포인트 네트워크에 여러 단말기들이 접속할 수 있으며, 각 단말기는 자신이 속한 액세스 포인트 네트워크의 액세스 포인트를 통해 하향링크 메시지 심볼(downlink message symbol)을 수신할 수 있다.

각각의 단말기들은 다른 AP 네트워크에 의한 간섭의 영향을 줄이기 위해 메시지 심볼의 수신 과정에서 복수 개의 안테나(multi-antenna)를 이용할 수 있다. 단말기는 복수 개의 안테나를 이용함으로써 심볼 디코딩(symbol decoding) 과정에서 간섭의 영향을 줄일 수 있다. 무선 간섭 채널 환경에서는 복수 개의 단말기들이 서로 송수신하면서 원하는 신호뿐만 아니라 간섭 신호가 같이 수신될 수 있다. 데이터는 메시지 심볼(message symbol)로 지칭될 수 있다.

도 1a의 단말기 2(111)는 기본 서비스 셋(120, 121 및 122) 간의 채널이 중복되는 환경에 있다. 각각의 액세스 포인트(100, 101 및 102)로부터 단말기 2(111)에 의해 수신되는 스트림은 상호 간섭 현상이 발생하며, 하나의 액세스 포인트로부터 수신되는 복수의 스트림 간에도 상호 간섭 현상이 발생할 수 있다. 단말기 2(111)에 대한 간섭에 의해 무선 랜 네트워크의 처리량 감소 현상이 발생하게 된다.

도 1b는 일실시예에 따른 다른 기본 서비스 셋에 포함된 단말기가 액세스 포인트에게 노출되지 않는 무선 랜의 간섭 환경의 일례를 도시한 도면이다.

기본 서비스 셋 1(120)은 액세스 포인트 1(100) 및 단말기(113)를 포함하고, 기본 서비스 셋 2(121)은 액세스 포인트 2(100) 및 단말기(114)를 포함하고, 기본 서비스 셋 3(121)은 액세스 포인트 3(100) 및 단말기(115)를 포함한다.

간섭 정렬이 필요한 경우는 액세스 포인트 간의 거리가 서로 가깝기 때문에 서로 전송 영역이 많이 겹치는 환경이며, 이러한 환경에서 간섭 정렬에 참여하는 액세스 포인트는 보통 같이 참여하는 상대방 액세스 포인트의 비콘 및 전송 프레임을 들을 수 있는 것이 일반적이다.

하지만 각 액세스 포인트가 생성한 기본 서비스 셋 내의 단말기 중 일부는 간섭 정렬에 참여하는 타 액세스 포인트에게 노출되지 않는(hidden) 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트 1(100)는 자신이 속한 기본 서비스 셋 1(120) 내에 있는 단말기의 존재를 인지할 수 있지만 기본 서비스 셋 1(120)에 포함되지 않으면서 기본 서비스 셋 2(121) 또는 기본 서비스 셋 3(122)에 속한 단말기(114 및 115)의 존재를 인지하지 못할 수 있다.

도 2는 일실시예에 따른 액세스 포인트의 세부 구성을 도시한 도면이다.

액세스 포인트(100)는 복수 개의 단말기들이 서로 간섭을 주는 MU-MIMO 시스템에서, 기회적 간섭 정렬을 이용하여 전송률을 증가시킬 수 있다. 액세스 포인트(100)는 랜덤 빔을 브로드캐스팅하고, 복수의 단말기들 중 해당 액세스 포인트(100)와 통신할 단말기를 기회적으로 선택할 수 있다.

도 2를 참조하면, 액세스 포인트(100)는 통신부(201), 제어부(202)를 포함할 수 있다.

통신부(201)는 랜덤 빔을 브로드캐스팅할 수 있다. 예를 들어, 통신부(201)는 전송 벡터 공간(transmission vector space)을 랜덤하게 선택하고, 선택된 전송 벡터 공간에 대한 정보를 복수의 단말기들에 브로드캐스팅할 수 있다. 통신부(201)는 서로 직교하는 단위 벡터들을 랜덤으로 생성하고, 생성된 단위 벡터들을 복수의 단말기들에 브로드캐스팅할 수 있다. 통신부(201)는 임의의 직교 랜덤 빔(orthogonal random beam)의 세트를 선택하여 브로드캐스팅할 수 있다.

통신부(201)는 단말기로부터 피드백 정보를 수신할 수 있다. 단말기는 액세스 포인트(100)로부터 수신한 랜덤 빔에 기초하여 피드백 정보를 결정할 수 있다. 피드백 정보는 단말기에 의해 계산된 SINR 및 간섭 누출(LIF) 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다. 간섭 누출은 액세스 포인트(100)의 서비스 영역 내의 다른 단말기에 의한 간섭 및 다른 액세스 포인트에 의한 간섭에 관한 정보를 포함할 수 있다.

피드백 정보를 단말기로부터 수신하는 경우, 통신부(201)는 피드백 정보를 수신하였음을 나타내는 ACK(acknowledgement) 메시지를 전송할 수 있다. 통신부(201)는 단말기로부터 피드백 정보와 관련된 CTS 메시지를 수신한 이후에는 해당 서브 채널 또는 스트림에 대한 ACK 메시지를 전송할 수 있다.

제어부(202)는 단말기로부터 수신한 피드백 정보에 기초하여 복수의 단말기들 중 데이터를 전송할 적어도 하나의 단말기를 선택할 수 있다. 제어부(202)는 피드백 정보에 기초하여 각각의 서브 채널 또는 각각의 스트림(stream)별로 데이터를 수신할 단말기를 선택할 수 있다.

제어부(202)는 다른 네트워크로부터 가장 작은 간섭을 받는 단말기를 선택할 수 있다. 제어부(202)는 피드백 정보에 포함된 SINR의 크기에 기초하여 단말기들 중 데이터를 전송할 적어도 하나의 단말기를 선택할 수 있다. 예를 들어, 제어부(202)는 단말기들의 SINR들 중 가장 높은 SINR를 가지는 단말기를 선택할 수 있다. 제어부(202)는 각 빔(beam)별로 가장 빠르게 CTS 메시지를 전송하는 단말기를 데이터를 전송할 단말기로 선택할 수 있다. 통신부(201)는 CTS 메시지를 수신하는 경우, 다른 단말기들이 해당 빔에 대한 CTS 메시지를 전송하지 않도록 ACK 메시지를 전송할 수 있다.

통신부(201)는 선택된 단말기에 관한 정보를 브로드캐스팅할 수 있다. 통신부(201)는 제어부(202)에 의해 선택된 적어도 하나의 단말기로 데이터를 전송할 수 있다. 통신부(201)는 전체 주파수 밴드 또는 스트림에 대한 제어 메시지 협상이 종료되는 경우, 제어부(202)에 의해 선택된 단말기에 대한 정보를 브로드캐스트할 수 있다.

전체 서브 채널들 또는 전체 스트림에 대한 단말기의 선택이 완료되는 경우, 통신부(201)는 MU-MIMO (multi-user multi-input multi-output) 통신의 시작을 나타내는 메시지를 전송할 수 있다. 통신부(201)는 MU-MIMO 통신의 시작을 나타내는 메시지에 각 빔별로 선택된 단말기의 정보를 포함하여 전송할 수 있다.

다른 실시예에 따르면, 액세스 포인트(100)는 주파수 밴드 분할부를 더 포함할 수 있다.

주파수 밴드 분할부는 전체 주파수 밴드를 복수의 서브 채널들로 분할할 수 있다. 이 경우, 통신부(201)는 서브 채널별로 랜덤 빔을 브로드캐스트할 수 있다. 그리고, 제어부(202)는 서브 채널별로 피드백 정보에 기초하여 단말기들 중 데이터를 전송할 적어도 하나의 단말기를 선택할 수 있다.

도 3은 일실시예에 따른 단말기의 세부 구성을 도시한 도면이다.

도 3을 참조하면, 단말기(110)는 통신부(301) 및 제어부(302)를 포함할 수 있다.

통신부(301)는 액세스 포인트로부터 랜덤 빔을 수신할 수 있다. 통신부(301)는 액세스 포인트로부터 전송 벡터 공간에 대한 정보 또는 임의의 직교 랜덤 빔에 관한 정보를 수신할 수 있다.

제어부(302)는 액세스 포인트로부터 수신한 랜덤 빔에 기초하여 피드백 정보를 생성할 수 있다. 제어부(302)는 스트림별로 예상되는 SINR를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(302)는 액세스 포인트로부터 수신한 직교 랜덤 빔에 기초하여 SINR를 결정할 수 있다.

제어부(302)는 액세스 포인트에서 지정한 전송 벡터 공간에 대한 정보를 확인하고, 전송 벡터 공간에 대한 정보를 이용하여 예상되는 SINR를 결정할 수 있다. 제어부(302)는 모든 액세스 포인트로부터 수신한 전송 벡터 공간에 대한 정보를 이용하여 각 메시지 심볼 스트림에 대해 기대할 수 있는 SINR를 결정할 수 있다.

제어부(302)는 다른 액세스 포인트로부터의 간섭 및 동일 액세스 포인트의 서비스 범위 내에 존재하는 다른 단말기의 간섭에 의한 간섭 누출(LIF)을 결정할 수 있다. 제어부(302)는 신호 디코딩시에 예상되는 간섭 누출의 양을 결정할 수 있다. 제어부(302)는 SINR 및 간섭 누출에 관한 정보를 피드백 정보로 생성할 수 있다.

통신부(301)는 동일 네트워크에 포함된 다른 단말기들로부터 피드백 정보와 관련된 CTS 메시지 또는 액세스 포인트로부터 피드백 정보를 수신하였음을 나타내는 ACK 메시지를 수신하는 경우, 해당 서브 채널에서는 전송 시간 동안 CTS 메시지를 액세스 포인트에 전송하지 않는다.

단말기(110)는 다른 단말기들로부터 피드백 정보와 관련된 CTS 메시지 또는 액세스 포인트로부터 피드백 정보를 수신하였음을 나타내는 ACK 메시지를 통해 각 서브 채널 또는 스트림에 대한 전송 기회의 획득이 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 단말기(110)는 이미 협상이 끝난 스트림에 대해서는 액세스 포인트에 CTS 메시지를 전송하지 않음으로써 제어 메시지의 플러딩(flooding)을 방지할 수 있다.

통신부(301)는 제어부(302)에 의해 생성된 피드백 정보를 액세스 포인트로 전송할 수 있다. 통신부(301)는 CTS(Clear-to-Send) 메시지 및 피드백 정보를 액세스 포인트로 전송할 수 있다. 통신부(301)는 각각의 서브 채널 또는 스트림별로 피드백 정보를 전송할 수 있다. 통신부(301)는 각각의 서브 채널 또는 스트림 별로 CTS 메시지를 구별하여 전송할 수 있다. 통신부(301)는 CTS 메시지를 전송할 때, 빔에 대한 인덱스, SINR 및 간섭 누출에 관한 정보를 피드백 정보로서 전송할 수 있다.

액세스 포인트(100)는 단말기(110)로부터 수신한 SINR 정보에 기초하여 데이터를 전송할 단말기를 선택할 수 있다. 액세스 포인트(100)는 선택된 단말기에 데이터를 전송할 수 있다.

도 4a는 일실시예에 따른 각 단말에서의 간섭 영향을 도시한 도면이다.

단말기 2(111)는 기본 서비스 셋(120, 121 및 122) 간의 채널이 중복되는 환경에 있다. 도 4a에서 단말기 2(111)는 액세스 포인트 1(100)로부터 스트림(401)에 의해 원하는 데이터를 수신하고 있다고 가정한다. 이때, 액세스 포인트 1(100)로부터 단말기 2(111)에 의해 수신되는 스트림(401)은 액세스 포인트 2(101) 및 액세스 포인트 3(102)로부터 수신되는 스트림(403)에 의해 간섭 현상이 발생할 수 있다. 또한, 단말기 2(111)에 의해 수신되는 스트림(401)은 동일한 액세스 포인트로 1(100)로부터 수신되는 다른 스트림(402)에 의해서도 간섭 현상이 발생할 수 있다.

도 4b는 일실시예에 따른 하향링크 기회적 간섭 정렬에서의 간섭 누출의 피드백 정보를 도시한 도면이다.

원하는 신호가 g번째 액세스 포인트의 1번째 스트림을 통해 전송되는 경우에, LIFg,s(a, b)는 a번째 액세스 포인트의 b번째 스트림에 의한 액세스 포인트 g의 s번째 스트림에 대한 간섭 누출의 양을 의미한다. 도 4b에서 LIFg,1(g, 2)는 액세스 포인트 g의 1번째 스트림에 대한 액세스 포인트 g의 2번째 스트림의 간섭 누출의 양을 의미한다. LIFg,1(3, 2)는 액세스 포인트 g의 1번째 스트림에 대한 액세스 포인트 3의 2번째 스트림의 간섭 누출의 양을 의미한다.

일실시예로서 하향링크 기회적 간섭 정렬에서 간섭 누출의 양은 수학식 1에 의해 계산될 수 있다.

수학식 1은 g번째 액세스 포인트의 1번째 스트림을 통해 원하는 신호가 전송되는 경우에, g번째 액세스 포인트의 1번째 스트림에 대한 간섭 누출의 전체적인 양을 계산하는 식을 나타낸다.

는 동일한 액세스 포인트(g번째 액세스 포인트)의 다른 스트림(1번째 스트림 이외의 스트림)에 의한 간섭 누출의 양이며,

는 다른 액세스 포인트(g번째 액세스 포인트 이외의 액세스 포인트)의 모든 스트림에 의한 간섭 누출의 양을 의미한다.

기회적 간섭 정렬을 사용할 경우 사용자 단말에서 모든 액세스 포인트로부터 전송 벡터 공간(transmit vector space)에 대한 정보를 얻으면 이를 이용하여 각 메시지 심볼 스트림(message symbol stream)에 대해 기대할 수 있는 SINR값, 주변 액세스 포인트로부터의 간섭 누출의 값 등을 구할 수 있다. 각 사용자 단말은 자신이 가장 선호하는 빔(beam)에 대한 SINR 값과 동시에 이 때 자신이 겪게 될 간섭의 양에 대한 기대치를 액세스 포인트에게 피드백 하게 된다.

기회적 간섭 정렬 기반의 프로토콜에서는 가장 작은 간섭 누출의 값 및 가장 높은 SINR을 갖는 단말기가 메시지 심볼을 수신할 수 있는 기회를 얻음으로써 각 액세스 포인트의 네트워크 간 간섭의 영향을 최소화할 수 있다.

도 5는 일실시예에 따른 하향링크 기회적 간섭 정렬의 동작 절차의 개요를 도시한 도면이다.

기회적 간섭 정렬 맥 프로토콜은 간섭 누출 피드백 프로토콜과 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜로 나뉘며, 서로 독립적으로 수행될 수 있다. 간섭 누출 피드백 프로토콜은 단계(620), 단계(630), 단계(510) 및 단계(640)를 포함하고, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜은 단계(830), 단계(520) 및 단계(840)를 포함한다. 기회적 간섭 정렬 데이터 전송은 Data/Ack 과정으로 지칭될 수 있다.

단계(620)에서 간섭 누출 피드백에 참여하는 각 액세스 포인트는 랜덤하게 전송 벡터를 선택할 수 있다. 단계(630)에서 각 액세스 포인트는 이를 브로드캐스팅할 수 있다. 단계(510)에서 간섭 누출 피드백에 참여하는 각 액세스 포인트의 기본 서비스 셋 내의 단말기들은 이를 수신하여, 각 액세스 포인트들로부터의 간섭 누출을 최소화 할 수 있는 최적 수신 벡터(optimal receiving vector)를 계산할 수 있다. 동시에 각각의 단말기들은 액세스 포인트의 선호 빔(beam)에 대한 SINR 및 일실시예로서 수학식 1에 의해 자신이 겪게 될 간섭 누출의 양, 즉 간섭의 양에 대한 기대치(자신의 액세스 포인트의 나머지 스트림 및 다른 액세스 포인트에 대한 스트림 별 간섭 누출의 값 등)를 계산할 수 있다. 단계(640)에서 각 액세스 포인트는 자신의 기본 서비스 셋 내의 단말기들로부터 간섭 누출에 관한 정보를 피드백 받을 수 있다. 간섭 누출에 관한 정보는 SINR 및 간섭 누출의 양을 지칭할 수 있다.

단계(830)에서 각 액세스 포인트는 이를 기초로 다른 네트워크로부터 가장 작은 간섭 영향을 받는 단말기를 선택할 수 있다. 단계(520)에서 각 액세스 포인트는 단말기 선택 정보를 자신의 기본 서비스 셋 내에 브로드캐스팅할 수 있다. 만약 선택된 단말기 그룹 정보가 802.11ac MU-MIMO 전송과 유사하게 Group ID 형태로 표현되어 PPDU의 SIG Field에 나타날 수 있다면, 별도의 단말기 선택 정보를 전송하는 프레임은 따로 전송되지 않고, 하향링크 데이터 전송시 선택된 단말기 그룹이 전송 프레임 내에 지시된다(indication).

단계(840)에서 기회적 간섭 정렬 프로토콜을 제어하는 마스터 액세스 포인트는 액세스 포인트들의 동기화를 맞추기 위해 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임(OIA synch frame)을 전송할 수 있으며, 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 전송 직후에 각 액세스 포인트는 다수의 단말기 들에 대한 동시 전송을 수행할 수 있다.

도 6은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜을 도시한 순서도이다.

간섭 누출 피드백 프로토콜은 기회적 간섭 정렬에 참여하는 각 액세스 포인트가 자신의 기본 서비스 셋 내의 각 단말기들로부터 간섭 누출에 관한 정보를 피드백 받기 위하여 수행하는 프로토콜이다. 간섭 누출 피드백 프로토콜은 피드백 그룹을 결정하는 단계(610), 전송 벡터 공간을 선택하는 단계(620), 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계(630), 피드백을 수신하는 단계(640) 및 전송 기회 동안 피드백을 완료하지 못한 경우의 처리 단계(650)를 포함한다.

피드백 그룹을 결정하는 단계(610)에서 간섭 누출 피드백을 수행하려는 액세스 포인트 중 하나가 제일 처음 채널에 액세스할 수 있다. 이러한 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트로서 동작할 수 있고, 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스를 제어할 수 있다. 피드백 그룹은 OIA 전송 그룹, 기회적 간섭 정렬 전송 그룹, 사운딩할 그룹 또는 기회적 간섭 정렬 사운딩 그룹으로 지칭될 수 있다. 피드백 그룹을 결정하는 단계(610)는 기회적 간섭 정렬 피드백 참여 노드를 결정하는 단계로 지칭될 수 있다.

단계(611)에서 마스터 액세스 포인트는 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스를 보호하기 위한 프레임 교환을 수행할 수 있다. 또는 단계(611)에서 마스터 액세스 포인트는 자신이 액세스한 채널을 보호하기 위한 프레임 교환을 수행할 수 있다. 단계(611)과 함께 단계(612)에서 마스터 액세스 포인트는 간섭 누출 피드백에 참여하려는 후보 액세스 포인트들에게 참여 여부를 확인한 후 간섭 누출 피드백에 참여할 피드백 그룹을 결정할 수 있다. 이하, 피드백 그룹에 속하지만 마스터 액세스 포인트가 아닌 액세스 포인트를 피드백 참여 액세스 포인트라고 지칭한다. 피드백 그룹은 마스터 액세스 포인트 및 피드백 참여 액세스 포인트를 포함한다. 보호(protection)는 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스의 보호, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스의 보호 또는 서로 다른 액세스 포인트 간의 채널 보호를 지칭할 수 있다. 후보 액세스 포인트는 참여 대상 액세스 포인트로 지칭될 수 있다.

단계(620)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 랜덤하게 전송 벡터 공간을 선택할 수 있다.

단계(630)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 선택한 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅할 수 있다. 구체적으로, 단계(631)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 랜덤하게 선택된 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅할 수 있다. 단계(632)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 피드백 참여 액세스 포인트에 관한 정보 및 각 피드백 참여 액세스 포인트로 간섭 누출에 관한 정보를 피드백하는 단말기에 관한 정보를 브로드캐스팅할 수 있다.

단계(510)에서 각 기본 서비스 셋의 단말기는 각 액세스 포인트로부터 간섭 누출의 양을 최소화 할 수 있는 최적 수신 벡터를 계산할 수 있다. 또한, 단계(510)에서 각 기본 서비스 셋의 단말기는 자신의 액세스 포인트의 선호 빔에 대한 SINR 및 자신이 겪게 될 간섭 누출의 양, 즉 간섭의 양에 대한 기대치(자신의 액세스 포인트의 나머지 스트림 및 다른 액세스 포인트에 대한 스트림 별 간섭 누출의 값 등)를 계산할 수 있다. 일실시예로서 간섭 누출의 양은 상술한 수학식 1로부터 계산될 수 있다. 간섭 누출에 관한 정보는 상기 단말기의 최적 수신 벡터, 신호 대 잡음비 및 예상되는 간섭 누출의 양을 포함할 수 있다.

단계(640)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 각 기본 서비스 셋의 단말기로부터 간섭 누출에 관한 정보를 피드백으로서 수신할 수 있다. 구체적으로, 단계(641)에서 액세스 포인트는 각 액세스 포인트가 간섭 누출에 관한 정보를 전송하도록 폴링(polling)하는 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 전송할 수 있고, 단계(642)에서 각 액세스 포인트는 이에 응답하여 간섭 누출에 관한 정보를 피드백으로서 전송할 수 있다.

간섭 누출 피드백은 액세스 포인트 별로 순차적으로 이루어질 수 있다. 하향링크 기회적 간섭 정렬의 경우에, 액세스 포인트 간의 별도의 간섭 누출에 관한 정보를 교환할 필요는 없을 수 있다.

간섭 누출 피드백은 매 기회적 간섭 정렬 데이터 전송마다 이루어질 필요는 없으며, 채널 간섭 시간(channel coherence time) 경과 등 간섭 누출의 값이 크게 변화하는 시점에만 이루어지면 된다. 간섭 누출 피드백이 필요 없는 경우에는 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정만 반복하여 수행될 수 있다.

위의 간섭 누출 피드백에서 얻어진 각 단말기에 대한 간섭 누출에 관한 정보를 이용하여 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트들이 데이터를 동시에 전송하는 경우 선택하면 좋은 단말기들을 그룹화할 수도 있으며, 802.11ac의 Group ID 할당처럼 단말기 그룹에 관한 정보를 단말기들에게 알려줄 수도 있다.

피드백 그룹에 속한 액세스 포인트 중 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 전송하고자 하는 액세스 포인트가 있는 경우에, 간섭 누출 피드백을 거친 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 수행할 수 있다. 기회적 간섭 정렬 전송은 기회적 간섭 정렬 방법에 의한 전송을 지칭할 수 있다.

도 7은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스를 도시한 도면이다.

간섭 누출 피드백 프로토콜은 피드백 그룹을 결정하는 단계(610), 전송 벡터 공간을 선택하는 단계(620), 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계(630), 피드백을 수신하는 단계(640) 및 전송 기회 동안 피드백을 완료하지 못한 경우의 처리 단계(650)를 포함한다. 여기서 피드백 그룹을 결정하는 단계(610)는 도 7a에 대응하고, 전송 벡터 공간을 선택하는 단계(620)는 도 7b에 대응하고, 피드백을 수신하는 단계(640)는 도 7c에 대응한다.

이하, 위에서 설명한 간섭 누출 피드백 프로토콜을 구체적인 프레임의 교환을 통해 설명한다.

도 7a는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 피드백 그룹을 결정하는 단계를 도시한 도면이다.

도 6의 단계(610)에서 마스터 액세스 포인트는 전송 벡터 그룹을 결정할 수 있다.

처음 채널을 잡고 간섭 누출 피드백을 하려는 액세스 포인트가 마스터 액세스 포인트로서 동작할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)에 피드백 그룹에 참여할 후보 액세스 포인트의 리스트를 포함하여 다른 후보 액세스 포인트에게 전송할 수 있다.

마스터 액세스 포인트(AP1)는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에서 지정한 AP들에게 차례대로 송신 준비 완료 폴 프레임(CTS-Poll frame)을 전송한 후에, 참여 희망 AP들로부터 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame)을 전송 받을 수 있다.

구체적으로, 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에서 지정된 후보 액세스 포인트 리스트에 있는 순서대로 폴링할(polling) 수 있다. 폴링한 후 SIFS 경과 후에 폴링된 후보 액세스 포인트로부터 응답이 없으면, 송신 준비 완료 폴 프레임을 보낸 후 PIFS 경과 후에 마스터 액세스 포인트는 해당 후보 액세스 포인트에 송신 준비 완료 폴 프레임을 다시 보내어 응답을 요청하거나, 혹은 후보 액세스 포인트 리스트의 다음 후보 액세스 포인트로 송신 준비 완료 폴 프레임을 전송할 수 있다. 폴링하는 순서는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에서 지정된 후보 액세스 포인트 리스트의 순서에 한하지 않으며 다른 기준으로 결정된 순서일 수 있다.

후보 액세스 포인트는 자신이 기회적 간섭 정렬 전송에 참여하고자 하며 현재 진행하려는 간섭 누출 피드백에 참여하고자 할 경우만 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임으로 응답할 수 있다. 응답하려는 후보 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임에 자신의 기본 서비스 셋 내에서 이번에 피드백 받고자 하는 단말기 리스트(STA list)를 포함하여 응답할 수 있다. 후보 액세스 포인트는 단말기 리스트의 단말기 정보에 단말기의 피드백 타입(feedback type) 또는 피드백 정밀도(Feedback resolution) 등의 정보를 함께 포함하여 응답할 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신한 후에, 예를들어 4개 이하의 간섭 누출 피드백에 참여할 피드백 참여 액세스 포인트를 선정할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 최대 참여 액세스 포인트 개수만큼만 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신하거나, 아니면 최대 참여 액세스 포인트 개수를 초과하여 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신한 후에, 그 중 일부 액세스 포인트만 피드백 그룹으로 선택할 수 있다.

도 7b는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅하는 단계를 도시한 도면이다.

도 6의 단계(630)에서 각 액세스 포인트는 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅할 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 피드백 그룹의 액세스 포인트 리스트 및 각 피드백 참여 액세스 포인트에 속한 피드백의 대상인 단말기의 STA Info 리스트 (각 액세스 포인트로부터 수신한 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임에 포함된 정보를 이용)를 포함한 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임(OIA null data packet announcement frame)을 전송할 수 있다.

간섭 누출 피드백에 참여하는 각 액세스 포인트는 랜덤하게 전송 벡터 공간을 선택하여 이를 브로드캐스팅해야 하며, 이를 위해 피드백 그룹에 속하는 각 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보낸 직후 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임(OIA null data packet frame)을 전송할 수 있다.

각 피드백 참여 액세스 포인트의 피드백 대상인 각 단말기는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보고 자신이 기회적 간섭 정렬 데이터 전송을 위한 간섭 누출 피드백 대상임을 알 수 있다. 또한 각 단말기는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보고 자신과 동일한 기본 서비스 셋에 포함된 액세스 포인트 이외에 다른 기본 서비스 셋에 속하는 피드백 참여 액세스 포인트의 리스트(BSSID의 리스트)를 알 수 있고, 이 정보를 바탕으로 피드백 참여 액세스 포인트의 리스트에 명시된 액세스 포인트들로부터 전송되는 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임를 듣고 간섭 누출에 관한 정보를 피드백으로서 대응하는 액세스 포인트로 전송해야 함을 알 수 있다. 각 단말기는 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트가 전송하는 NDP를 수신하면 해당 NDP를 전송한 액세스 포인트의 전송 벡터 공간을 알 수 있다.

피드백 그룹에 포함된 참여 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트가 보낸 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 듣고 자신들이 피드백 그룹으로 선택되었음을 확인할 수 있으며, 마스터 액세스 포인트가 보낸 것과 동일한 내용의 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 및 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 차례대로 전송할 수 있다. 각 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 및 기회적 간섭 정렬 NDA 프레임을 전송하는 것은 피드백 그룹 내의 다른 액세스 포인트에 노출되지 않는(hidden) 단말기가 존재하기 때문이다. 전송 순서는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 포함된 피드백 참여 액세스 포인트의 리스트의 순서일 수 있다. 하지만 이에 한하지 않으며 전송 순서는 다른 기준으로 결정된 순서일 수 있다.

기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송한 액세스 포인트는 AP-Poll 프레임(타입 = 0: 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 용 폴링을 위함)을 피드백 참여 액세스 포인트에 명시된 다음 차례의 피드백 참여 액세스 포인트에 전송하여 명시적으로 다음 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송할 액세스 포인트를 지정할 수 있다.

AP-Poll 프레임(타입 = 0)을 수신한 액세스 포인트 (AP-Poll 프레임의 RA가 자신으로 되어 있는 액세스 포인트)는 전송 벡터 공간을 랜덤하게 선택하고, 설정되어 있는 NAV를 리셋하고, 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송한 후, 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 전송할 수 있다. 다음 순서의 액세스 포인트가 있는 경우 해당 액세스 포인트에 AP-Poll 프레임(타입 = 0)을 전송할 수 있다.

도 7c는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프로토콜 시퀀스 중 피드백을 수신하는 단계를 도시한 도면이다.

도 5의 단계(510)에서 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임를 수신한 후에, 피드백 그룹에 속하는 액세스 포인트의 기본 서비스 셋 내의 피드백 대상으로 지정된 단말기들은 각 액세스 포인트로부터 간섭 누출의 양을 최소화 할 수 있는 최적 수신 벡터를 계산할 수 있다. 또한, 단계(510)에서 각 기본 서비스 셋의 단말기들은 자신의 액세스 포인트의 선호 빔에 대한 SINR 및 자신이 겪게 될 간섭 누출의 양, 즉 간섭의 양에 대한 기대치(자신의 액세스 포인트의 나머지 스트림 및 다른 액세스 포인트에 대한 스트림 별 간섭 누출의 값 등)를 계산할 수 있다. 일실시예로서 간섭 누출의 양은 상술한 수학식 1로부터 계산될 수 있다. 간섭 누출에 관한 정보는 상기 단말기의 최적 수신 벡터, 신호 대 잡음비 및 예상되는 간섭 누출의 양을 포함할 수 있다.

이후에, 도 6의 단계(640)에서 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 단말기로부터 간섭 누출에 관한 정보를 피드백으로서 수신할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 및 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임 교환 과정이 모두 끝난 후, 자신의 각 단말기들에게 간섭 누출 피드백 폴 프레임(LIF feedback Poll Frame)을 전송하여 그 응답으로 간섭 누출 피드백 프레임(LIF feedback Frame)을 수신 받을 수 있다.

한 액세스 포인트가 자신에게 속한 단말기들에 대한 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 완료하면, 해당 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임의 액세스 포인트 리스트상의 다음 순서인 액세스 포인트로 AP-Poll 프레임(타입 = 1: 간섭 누출 피드백 프레임 용 폴링을 위함)을 보낸다.

AP-Poll 프레임(타입 = 1)에 RA로 지정된 액세스 포인트는 자신의 NAV를 리셋하고 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 수행할 수 있다.

피드백 그룹 중 특정 액세스 포인트부터 단말기들로부터의 간섭 누출에 관한 정보를 피드백으로서 전송 기회 내에 모두 받지 못했을 경우, 마스터 액세스 포인트 가 다음 전송 기회를 잡은 다음, 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 할 액세스 포인트에 AP Poll 프레임(Type: 기회적 간섭 정렬 피드백(OIA Feedback)으로 지정)을 전송해 나머지 간섭 누출 피드백 프레임을 받도록 할 수 있다.

마지막 순서의 액세스 포인트는 피드백이 끝나면 AP-Poll 프레임을 마스터 액세스 포인트에 전송하여 간섭 누출 피드백이 완료되었음을 알린다.

채널 직교 간섭 정렬은 피드백 크기(Feedback size)가 커서 802.11ac처럼 피드백의 세그멘테이션, 세그먼트에 대한 재전송 등을 지원하여야 하나, 기회적 간섭 정렬은 간섭 누출 피드백의 양이 훨씬 적으므로 피드백의 세그멘테이션, 세그먼트에 대한 재전송 등을 하지 않을 수 있다. 이를 통해 기회적 간섭 정렬은 채널 직교 간섭 정렬보다 피드백 오버헤드 및 프로토콜의 복잡도가 더 작을 수 있다.

피드백은 각 액세스 포인트 별로 혹은 각 액세스 포인트의 각 스트림 별로도 받을 수 있다. 특정 문턱 값(threshold value)을 넘는 액세스 포인트에 대한 피드백에 관한 정보만 포함하도록 설정되는 경우 피드백 크기는 더욱 줄어들 수 있다.

위와 같은 간섭 누출 피드백은 매 기회적 간섭 정렬 데이터 전송시마다 이루어질 필요는 없으며, 채널 간섭 시간(channel coherence time) 경과 등 간섭 누출의 값이 크게 변화하는 시점에만 이루어지면 된다. 피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트 중 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 전송하고자 하는 액세스 포인트가 있고 최근에 간섭 누출 피드백이 해당 피드백 그룹 내에서 이루어진 경우에, 해당 액세스 포인트는 도 8의 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 수행한다.

도 8은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 도시한 순서도이다.

기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜은 간섭 누출 피드백을 기초로 데이터 동시 전송을 수행하기 위한 프로토콜이다. 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜은 채널 액세스하는 단계(810), 전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820), 가장 작은 간섭 영향을 가지는 단말기를 선택하는 단계(830), 데이터 전송 단계(840) 및 블록 확인(Block Ack) 단계(850)를 포함한다.

피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트 중 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 전송하고자 하는 액세스 포인트가 있고 최근에 간섭 누출 피드백이 해당 피드백 그룹 내에서 이루어진 경우에, 해당 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 수행한다. 단계(810)에서 해당 액세스 포인트는 채널 액세스를 하여 전송 기회를 획득하며 마스터 액세스 포인트로서 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 제어할 수 있다.

단계(820)에서 마스터 액세스 포인트는 전송 참여 그룹을 결정할 수 있다. 전송 참여 그룹은 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 동시에 전송할 액세스 포인트의 집합을 의미할 수 있다. 단계(821)에서 마스터 액세스 포인트는 최근에 간섭 누출 피드백을 함께 수행한 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트를 후보 액세스 포인트로 설정할 수 있다. 단계(822)에서 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스에 대한 보호도 함께 수행한다. 다시 말해서, 단계(822)에서 마스터 액세스 포인트는 자신이 액세스한 채널을 보호하기 위한 프레임 교환을 수행할 수 있다. 단계(823)에서 마스터 액세스 포인트는 후보 액세스 포인트로부터 전송 참여 액세스 포인트를 선정하여 전송 참여 그룹을 결정할 수 있다. 전송 참여 액세스 포인트는 전송 참여 그룹에 속하지만 마스터 액세스 포인트가 아닌 액세스 포인트를 의미할 수 있다. 전송 참여 액세스 포인트는 OIA 전송 액세스 포인트로 지칭될 수 있다.

단계(830)에서 전송 참여 그룹에 포함되는 액세스 포인트는 도 6의 단계(640)에서 자신의 기본 서비스 셋 내의 단말기들로부터의 수신한 피드백을 바탕으로 다른 네트워크로부터 가장 작은 간섭 영향을 받는 단말기를 선택하여 전송함으로써 네트워크 간의 간섭 영향을 최소화하여 전송 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 단말기 선택과정은 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임(synch frame) 전송 직후에 수행할 수도 있으며, 마스터 액세스 포인트가 전송 참여 액세스 포인트를 결정하기 위해 각 후보 액세스 포인트와 프레임을 교환하는 동안 미리 수행될 수도 있다.

도 5의 단계(520)에서 각 액세스 포인트는 단계(830)에서 선택한 단말기에 관한 정보를 자신의 기본 서비스 셋 내에 브로드캐스팅한다. 만약 선택된 단말기들의 그룹 정보를 802.11ac MU-MIMO 전송과 유사하게 Group ID 형태로 나타내어 PPDU의 SIG Field에 나타낼 수 있다면, 별도의 단말기 정보를 전송하는 프레임을 따로 전송하지 않고, 하향링크 데이터 동시 전송시 선택된 단말기 그룹이 데이터 전송 프레임 내에 지시될 수 있다(indication).

단계(840)에서 전송 참여 그룹 내의 액세스 포인트들은 데이터를 동시에 전송한다. 단계(841)에서 마스터 엑세스 포인트는 데이터 동시 전송에 사용될 전송 시간을 설정할 수 있고, 단계(842)에서 마스터 액세스 포인트는 전송 참여 그룹 내의 각 액세스 포인트들이 동시에 데이터를 전송하도록 하기 위하여 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임(synch frame)을 액세스 포인트 들에게 전송할 수 있다. 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 수신한 전송 참여 액세스 포인트들은 함께 전송하기로 결정된 전송 참여 액세스 포인트들을 확인할 수 있다.

단계(843)에서 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 수신 후 해당 액세스 포인트들은 동시에 자신의 단말기들에게 데이터를 전송할 수 있다. 각 전송 참여 그룹에 포함된 액세스 포인트들은 MU-MIMO 또는 SU-MIMO 를 사용하여 각 액세스 포인트와 동일한 기본 서비스 셋에 포함된 단말기들에게 동시에 데이터를 전송할 수 있다.

단계(850)에서 각 액세스 포인트는 각 액세스 포인트와 동일한 기본 서비스 셋에 포함된 단말기들과 블록 확인(Block Ack)을 수행할 수 있다. 블록 확인은 데이터 전송 후 이를 수신한 단말기가 데이터를 전송했는지 확인하는 과정일 수 있다. 단계(851)에서 각 액세스 포인트는 BAR/BA 프레임의 교환을 통해 블록 확인 단계를 수행할 수 있다.

도 9는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 도시한 순서도이다.

기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜은 채널 액세스하는 단계(810), 전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820), 가장 작은 간섭 영향을 가지는 단말기를 선택하는 단계(830), 데이터 전송 단계(840) 및 블록 확인(Block Ack) 단계(850)를 포함한다. 여기서 전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820)는 도 9a에 대응하고, 데이터 전송 단계(840)는 도 9b에 대응하고, 블록 확인(Block Ack) 단계(850)는 도 9c에 대응한다.

이하, 위에서 설명한 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜을 구체적인 프레임의 교환을 통해 설명한다.

도 9a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 전송 참여 그룹을 결정하는 단계를 도시한 도면이다.

단계(820)에서 마스터 액세스 포인트는 전송 참여 그룹을 결정할 수 있다. 전송 참여 그룹 결정 단계는 피드백 그룹 결정 단계와 유사할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 최근에 간섭 누출 피드백을 함께 수행한 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트를 후보 액세스 포인트로 하여, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송에 함께 참여할 액세스 포인트를 결정할 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 최근에 함께 간섭 누출 피드백을 한 적이 있는 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트들과 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)/기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame) 교환을 통해 기회적 간섭 정렬 데이터 전송을 할 액세스 포인트를 선정할 수 있다.

전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820)에서 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에 예상되는 데이터 전송 시간(Expected Data Transmission Duration)을 포함하여 다른 액세스 포인트에게 예상 전송 시간을 알려준다. 이는 비슷한 전송 시간이 필요한 경우에 참여하는 것이 좋으므로 다른 액세스 포인트들이 전송 참여 그룹에 참여할 지 결정할 때 이를 참조하도록 하기 위함이다.

마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에 후보 액세스 포인트 리스트를 보내고, 후보 액세스 포인트와 송신 준비 완료 폴 프레임/기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 교환을 통해 동시 전송할 전송 참여 액세스 포인트를 선정한다. 이번 전송에 참여하고자 하는 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트가 보낸 송신 준비 완료 폴 프레임에 대해 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임를 전송하며, 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 보낸 액세스 포인트를 전송 참여 액세스 포인트로서 전송 참여 그룹에 포함한다.

기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임/기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 교환은 데이터 전송 시 전송 프로토콜 시퀀스를 보호하는 효과도 있다. 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임의 Duration 필드를 데이터 동시 전송(840)/블록 확인(850)이 수행되는 시간까지 설정하여 데이터 전송을 보호할 수 있다.

도 9b는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 데이터를 동시에 전송하는 단계를 도시한 도면이다.

단계(840)에서 전송 참여 그룹 내의 액세스 포인트들은 데이터를 동시에 전송한다.

기회적 간섭 정렬 동기화 프레임(OIA Synch Frame)을 수신한 전송 참여 액세스 포인트는 함께 전송하기로 결정된 액세스 포인트를 확인하고, 각각의 액세스 포인트는 이들 전송 참여 그룹 대해 가장 최소의 간섭 영향을 받는 단말기를 전송 대상 단말기로 선택할 수 있다. 이러한 단말기 선택과정은 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 전송 직후에 수행될 수도 있으며, 마스터 액세스 포인트가 전송 참여 그룹을 결정하기 위해 후보 액세스 포인트와 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임/기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 교환하는 동안 미리 수행될 수도 있다.

예를 들어, 마스터 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 전송하는 경우에 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에 포함된 후보 액세스 포인트 리스트를 통해 각각의 액세스 포인트는 후보 액세스 포인트들이 어떤 것인지 알 수 있다. 따라서 각각의 액세스 포인트는 미리 이들 후보 액세스 포인트를 고려하여 단말기 후보를 선정할 수 있다. 특정 액세스 포인트로부터 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임이 전송되는 경우에 해당 액세스 포인트는 전송 그룹에 포함되게 되므로, 각각의 액세스 포인트는 이를 보고 단말기 후보 중 실제로 전송할 단말기를 결정할 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 채널 액세스를 통한 채널 획득, 전송 참여 그룹의 결정 후에 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 전송 참여 액세스 포인트로 전송하여 전송 참여 액세스 포인트에 의해 선택된 각각의 단말기로 기회적 간섭 정렬 방법을 이용한 데이터 동시 전송을 지시할 수 있다. 데이터 동시 전송을 위하여 마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 이용해 전송 참여 액세스 포인트 간의 전송 시작 시점 동기화를 수행할 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 내에 전송 시간(Transmission duration) 값을 지정할 수 있다. 전송 시간은 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 전소하는 시간을 의미할 수 있다. 전송 참여 그룹에 속하는 각 액세스 포인트는 전송 시간에 맞추어 데이터 프레임을 패딩(padding)하여 동시 전송을 수행할 수 있다. 전송 시간은 마스터 액세스 포인트가 정할 수도 있고, 디폴트 값을 설정할 수도 있다. 예를 들어, 디폴트 값은 마스터 액세스 포인트가 전송할 데이터의 전송 시간을 기준으로 설정될 수 있다.

기회적 간섭 정렬 동기화 프레임은 기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터 동시 전송에 참여시킬 액세스 포인트의 BSSID 리스트를 포함할 수 있다. 기회적 간섭 정렬 방법에 의한 데이터 동시 전송에 참여할 액세스 포인트가 마스터 액세스 포인트(AP1)와 전송 참여 액세스 포인트(AP2)로 2개인 경우에 RA는 AP2, TA는 마스터 액세스 포인트(AP1)일 수 있다. 이때 BSSID 리스트는 따로 포함되지 않을 수 있다.

기회적 간섭 정렬 방법에 의한 데이터 동시 전송에 참여할 액세스 포인트가 3개 이상인 경우에, 즉 마스터 액세스 포인트 및 2개 이상의 전송 참여 액세스 포인트를 포함하는 경우에, 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 RA는 Broadcast 주소일 수 있다. 이때 복수의 전송 참여 액세스 포인트는 액세스 포인트 BSSID 리스트에 포함될 수 있다. 마스터 액세스 포인트의 BSSID는 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 TA로 식별되므로, 액세스 포인트 BSSID 리스트에 따로 포함되지 않을 수 있다.

각 전송 참여 액세스 포인트는 자신이 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 BSSID에 명시되어 있는 경우, 자신의 NAV를 리셋하고 SIFS 후에 기회적 간섭 정렬 방법을 이용하여 데이터를 자신의 단말기로 동시에 전송할 수 있다.

기회적 간섭 정렬 데이터 전송에서는 802.11ac의 MU-MIMO에서 사용하는 Group ID와 유사한 형식(format)의 기회적 간섭 정렬 단말기 Group ID (OIA STA Group ID)가 사용될 수 있다. 즉, 동시 데이터 전송 대상으로 선택된 단말기는 액세스 포인트가 전송하는 프레임의 PPDU의 SIG 필드에 있는 기회적 간섭 정렬 단말기 Group ID를 보고 자신이 수신 대상임을 알 수 있다.

도 9c는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스 중 블록 확인 단계를 도시한 도면이다.

단계(850)에서 각 액세스 포인트는 각 액세스 포인트와 동일한 기본 서비스 셋에 포함된 단말기들과 블록 확인(Block Ack)을 수행할 수 있다. 블록 확인은 구체적으로 단계(851)에서 BAR/BA 프레임 교환을 통하여 수행될 수 있다. BAR/BA 프레임 교환은 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임에 포함된 액세스 포인트 순서대로 수행될 수 있다.

마스터 액세스 포인트는 항상 첫 번째로 BAR/BA 프레임 교환을 수행할 수 있다. 마스터 액세스 포인트와 동일한 기본 서비스 셋에 포함된, 즉 마스터 액세스 포인트에 속한 첫 번째 단말기의 블록 확인은 마스터 액세스 포인트가 BAR 프레임을 전송하지 않고 데이터 동시 전송 완료 후 SIFS 후에 단말기로부터 직접 BA 프레임을 수신함으로써 수행될 수 있다. 다음 순서의 단말기부터, 마스터 액세스 포인트가 BAR 프레임을 보내어 해당 단말기로부터 BA 프레임을 수신함으로써 블록 확인이 수행될 수 있다. 이는 802.11ac 방식과 동일한 것으로 BAR/BA 프레임 형식(format)이 그대로 사용될 수 있다.

한 액세스 포인트가 자신에게 속한 단말기들에 대한 BAR/BA 프레임 교환을 완료하면, 다음 순서의 액세스 포인트에 AP-Poll 프레임(타입 = 2: BA로 지정)을 전송할 수 있다. 이는 특정 액세스 포인트의 BAR/BA 프레임 교환 과정이 끝났음을 명시적으로 알리고, 다음 액세스 포인트에게 BAR/BA 프레임 교환을 시작하도록 알리기 위함이다. AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 수신한 액세스 포인트, 즉 AP-Poll 프레임의 RA로 지정된 액세스 포인트는 NAV를 리셋하고 BAR/BA 프레임 교환을 수행할 수 있다.

또한 액세스 포인트는 AP-Poll 프레임(타입 = 2)의 MAC 헤더의 Frame Control 필드의 More Data bit를 이용하여, AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 전송할 때 (데이터 동시 전송 및 BA 프레임 전송 직후의 시점) 해당 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 방법으로 동시 전송하고자 하는 데이터가 더 있는지의 여부를 알릴 수 있다. 대신에 액세스 포인트는 More Data bit를 사용하지 않고 AP-Poll 프레임 바디(AP-Poll frame body) 중의 1 비트를 할당하여 More Data bit 대신 사용할 수도 있다.

액세스 포인트 리스트상의 마지막 순서인 액세스 포인트가 BAR/BA 프레임 교환 과정을 종료하는 경우에, 마지막 순서인 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트로 AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 전송할 수 있다. 마스터 액세스 포인트는 AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 수신한 후에 자신의 NAV를 리셋할 수 있다.

MAC 헤더의 More Data bit이 1로 설정된 AP-Poll 프레임을 보낸 액세스 포인트가 있는 경우에, 즉 추가로 데이터를 동시 전송할 액세스 포인트가 있는 경우에, 해당 액세스 포인트는 남은 전송 기회를 이용하여 데이터 동시 전송을 진행할 수 있다. 이때, 마스터 액세스 포인트는 자신도 기회적 간섭 정렬 방법으로 함께 전송할 데이터가 있다면 같이 데이터 동시 전송 과정을 진행할 수 있다. 남은 전송 기회가 모자라면 마스터 액세스 포인트는 새로운 전송 기회를 잡아 More Data bit가 1인 AP-Poll 프레임을 보낸 액세스 포인트만 리스트에 포함시킨 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 이번 전송 기회에 데이터를 동시에 전송할 전송 참여 액세스 포인트로 전송하여 데이터 동시 전송을 계속 진행할 수 있다.

마스터 액세스 포인트가 새로운 전송 기회를 잡은 경우에, 전송 참여 그룹에 계속 남아있는 액세스 포인트는 mRTS/mCTS 프레임 혹은 다수의 송신 요구 프레임(RTS frame)/송신 준비 완료 프레임(CTS frame) 교환 또는 전송을 통해 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 보호하고, 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 전송을 포함한 데이터 전송 단계(840) 및 블록 확인(Block Ack) 단계(850)를 수행할 수 있다.

블록 확인(Block Ack) 단계(850)에서 전송 참여 그룹 중 특정 액세스 포인트로부터 BAR/BA 프레임 교환을 이번 전송 기회 내에 모두 완료하지 못했을 경우에, 마스터 액세스 포인트는 다음 전송 기회를 잡고 BAR/BA 프레임 교환을 수행할 액세스 포인트로 AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 전송하여 해당 액세스 포인트의 BAR/BA 프레임 교환을 완료하도록 할 수도 있다. AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 수신한 액세스 포인트는 NAV를 리셋하고 남은 BAR/BA 프레임 교환을 진행하고, 이를 완료 한 후에 액세스 포인트 리스트 상의 다음 순서인 액세스 포인트로 AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 전송할 수 있다. 이 경우 마스터 액세스 포인트는 채널을 획득한 후 AP-Poll 프레임(타입 = 2) 전송 전에 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 보호를 위해 블록 확인 단계(850)를 마치지 못했던 액세스 포인트들과 복수의 mRTS/mCTS 프레임 혹은 다수의 송신 요구 프레임(RTS frame)/송신 준비 완료 프레임(CTS frame) 교환을 수행할 수 있다.

도 10은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 프로토콜을 도시한 순서도이다.

기회적 간섭 정렬 프로토콜은 간섭 누출 피드백(600), 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계(800)를 포함할 수 있다. 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계(800) 후에 마스터 액세스 포인트는 단계(1010)에서 추가적인 데이터를 전송하고자 하는 액세스 포인트가 존재하는 지 판단할 수 있다. 추가적인 데이터를 전송하고자 하는 액세스 포인트가 존재하는 경우에, 단계(1020)에서 후처리 과정이 진행될 수 있다.

도 11은 일실시예에 따른 전송할 추가적인 데이터가 존재하는 경우의 후처리 과정을 도시한 순서도이다.

블록 확인(Block Ack) 단계(850)를 마친 후에 추가로 더 보낼 데이터가 있는 경우에 전송 참여 액세스 포인트들은, 예를 들어 MAC 헤더의 More Data bit이 1로 설정된 AP-Poll 프레임(타입 = 2)을 통하여 지시(indication)하며, 마스터 액세스 포인트는 이를 기초로 추가로 더 보낼 데이터가 있는 액세스 포인트들에게만 기회적 간섭 정렬 방법을 통한 데이터 동시 전송을 반복할 수 있다.

단계(1021)에서 채널 상태 변경 여부에 대해 판단되고, 채널 상태가 변경되는 경우에, 단계(1022)에서 간섭 누출 피드백(600), 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계(800) 전체가 반복될 수 있다. 채널 상태가 변경되는 예로는 간섭 시간(coherence time)이 경과하는 등 시간이 오래 경과하는 경우를 들 수 있다.

간섭 누출 피드백 단계(600)는 매 기회적 간섭 정렬 데이터 전송(800) 마다 수행되지는 않는다. 채널 상태가 유지되는 경우에 이미 피드백을 한 특정 피드백 그룹에 대해서는 간섭 누출 피드백 단계(600)가 수행될 필요가 없고, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계(800)의 전부 또는 일부 과정이 수행될 수 있다.

채널 상태가 유지되고 추가적인 데이터를 전송할 전송 기회가 충분하고 전송 그룹이 유지되는 경우에, 단계(1025)에서 데이터 전송 단계(840) 및 블록 확인(Block Ack) 단계(850)가 남은 전송 기회 동안 반복하여 수행될 수 있다. 즉, 이 경우는 전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820)가 생략될 수 있다.

채널 상태가 유지되고 전송 기회가 부족하고 전송 그룹이 유지되는 경우에, 단계(1024)가 수행될 수 있다. 단계(1024)에서 마스터 액세스 포인트는 채널 액세스를 하여 전송 기회를 획득하는 단계(810), 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스에 대한 보호를 위하여 프레임을 교환하는 단계(822), 가장 작은 간섭 영향을 받는 단말기를 선택하는 단계(830), 데이터를 동시에 전송하는 단계(840) 및 블록 확인 단계(850)가 반복하여 수행될 수 있다. 여기서 전송 기회가 부족한 경우는 직전 전송에서 전송 기회가 종료되었거나 남은 전송 기회가 모자란 경우를 의미할 수 있다. 이때, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스에 대한 보호를 위하여 프레임을 교환하는 단계(822)에서 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임/기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 교환 과정을 생략하고 대신 mRTC/mCTS 프레임 교환 또는 다수의 송신 요구 프레임(RTS frame)/송신 준비 완료 프레임(CTS frame) 교환을 통해 보호만을 수행해도 된다. 도 12는 이 경우, 즉 일실시예에 따른 전송 기회 부족 및 전송 그룹 유지의 경우의 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜 시퀀스를 도시한 도면이다.

채널 상태가 유지되고 전송 기회가 부족하고 전송 그룹이 변경되는 경우에, 단계(1023)가 수행될 수 있다. 단계(1023)에서 전송 참여 그룹의 결정 단계를 포함하여 과정이 다시 진행 되어야 하며 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계(800) 전체가 반복하여 수행될 수 있다.

도 13a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 도시한 도면이다. 도 13b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임 중 OIA-RTS Info field를 도시한 도면이다.

기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임은 다음과 같이 두 가지 용도로 사용될 수 있다. 타입 0으로서 간섭 누출 피드백을 수행할 피드백 그룹 선정을 위해 사용될 수 있다. 타입 1로서 간섭 누출 피드백은 이미 되어 있고, 실제 데이터 전송 시 동시 전송에 사용할 전송 참여 그룹 선정하기 위해 사용될 수 있다.

처음 채널을 획득하고 간섭 누출 피드백 (타입 0) 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 (타입 1)을 시작하는 액세스 포인트가 마스터 액세스 포인트의 역할을 할 수 있다. 기회적 간섭 정렬 사운딩 그룹 (타입 0)혹은 기회적 간섭 정렬 전송 참여 대상인 후보 액세스 포인트들의 리스트 (타입 1)를 포함한 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 전송함으로써 간섭 누출 피드백의 피드백 참여 액세스 포인트 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송의 전송 참여 액세스 포인트를 결정할 수 있다.

TA는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 보내는 액세스 포인트 (마스터 액세스 포인트)의 주소 (BSSID)일 수 있다.

Duration은 피드백 그룹을 결정하는 단계(610) 및 피드백을 수신하는 단계(640)까지의 시간(duration) (타입 0) 또는 전송 참여 그룹을 결정하는 단계(820), 데이터 전송 단계(840) 및 블록 확인 단계(850) (타입 1)까지의 시간으로 설정되어 제3의 파티 액세스 포인트/단말기(3rd party AP/STA)로부터 프로토콜 시퀀스를 보호하는 기능을 수행할 수 있다.

간섭 누출 피드백 과정 (타입 0) 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송(Data/Ack) 과정 (타입 1)이 길어서 최대 전송 기회(max TXOP)를 넘는 경우에, 이번 전송 기회는 최대 전송 기회로 설정되고, 마스터 액세스 포인트가 새로이 채널을 액세스하여 다음 전송 기회를 획득한 후에, 남은 과정이 진행될 수 있다. 즉, 타입 0의 경우에 간섭 누출 피드백 과정을 마치지 못한 액세스 포인트로 AP-Poll 프레임이 전송되어 남은 간섭 누출 피드백 과정이 진행되고, 타입 1인 경우에 mRTS/mCTS 프레임 교환으로 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 프로토콜이 보호되고 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임이 전송 참여 액세스 포인트로 전송되어 남은 데이터 전송이 계속 진행될 수 있다.

간섭 누출 피드백 과정 전체, 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정 전체를 최대 전송 기회를 넘지 않는 하나의 전송 기회로 설정할 수 있는 경우에, Duration 필드는 이 시간(duration)으로 지정될 수 있다. 이때 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 전송 직전의 보호 과정은 생략될 수 있다.

RA는 후보 액세스 포인트가 한 개 일 때는 해당 액세스 포인트의 주소로 설정되고, 후보 액세스 포인트가 여러 개인 경우에는 Broadcast 주소로 설정될 수 있다. Broadcast 주소로 설정되는 경우에 RA에는 후보 액세스 포인트의 주소 리스트가 포함될 수 있다.

타입 1인 경우에 한해, 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 전송하는 액세스 포인트가 이번 데이터 전송 기회 내에서 기회적 간섭 정렬 방법을 이용해 전송하려는 데이터의 예상 전송 시간(expected transmission duration)이 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에 (microseconds로) 명시될 수 있다.

예상 전송 시간은 다른 참여 대상 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 방법에 의한 데이터 전송에 참여할지를 결정하는 데 참고될 수 있다. 이는 비슷한 전송 시간이 필요한 경우에 참여하는 것이 좋으므로 다른 액세스 포인트들이 전송 참여 그룹에 참여할 지 결정할 때 이를 참조하도록 하기 위함이다.

RTS Info 필드의 정의는 다음과 같다. 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임이 간섭 누출 피드백 과정 (타입 0) 혹은 Data/Ack 과정 (타입 1)중 어느 과정을 개시하기 위함인지 표시된다. 간섭 누출 피드백 과정 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정에서 후보 액세스 포인트 리스트에 포함된 액세스 포인트의 개수가 명시된다 (개수 n). 마스터 액세스 포인트의 안테나 개수가 명시된다 (값 0~7은 안테나 개수 1~8개를 의미). 마스터 액세스 포인트가 전송에 사용하려는 BW가 명시된다. 이때 0~3은 각각 20/40/80/160 또는 80+80을 나타낸다. 마스터 액세스 포인트는 명시된 BW 만큼 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 non-HT duplicate 프레임으로 전송한다 (보호를 위함).

마스터 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임에 리스트된 후보 액세스 포인트 리스트의 순서대로 후보 액세스 포인트에게 폴링(polling)하여 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신한다. 대상 후보 액세스 포인트가 하나인 경우 액세스 포인트 리스트는 생략되고 RA에 명시된 액세스 포인트에 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 전송한다. 대상 후보 액세스 포인트가 여러 개인 경우는 액세스 포인트 후보 리스트의 첫 번째 액세스 포인트부터 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 전송한다.

후보 액세스 포인트는 자신이 OIA 간섭 누출 피드백 과정 (타입 0) 혹은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정 (타입 1)에 참여하고자 할 경우만 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임으로 응답한다. 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임의 RA가 자신의 주소와 같은 경우 후보 액세스 포인트는 이전 NAV 설정은 무시하고 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임으로 응답한다.

마스터 액세스 포인트는 최대 참여 액세스 포인트 개수만큼만 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신하거나, 아니면 최대 개수를 초과하여 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 받은 후, 그 중 일부 액세스 포인트만 피드백 그룹 (타입 0) 혹은 전송 참여 그룹 (타입 1)에 참여하는 것으로 선택할 수 있다 (이 경우 선택된 액세스 포인트에 대해서만 사운딩을 진행).

기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 보낸 이후 SIFS안에 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 응답이 없는 경우에, 마스터 액세스 포인트는 응답이 없는 액세스 포인트에게 이전 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 보낸 후 PIFS 경과 후 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 보내어 응답을 다시 요청하거나, 후보 BSSID list의 다음 액세스 포인트에게 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 보내어 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 요청한다. 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 하나도 수신하지 못한 경우에, 마스터 액세스 포인트가 잡은 전송 기회에 마스터 액세스 포인트는 단독으로 데이터를 전송하거나 CF-End를 보내어 전송 기회를 종료한다. 첫 번째 액세스 포인트 (대상 액세스 포인트가 하나인 경우를 포함)에 바로 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 수신하지 않고 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임을 전송하는 이유는, 해당 첫 번째 후보 액세스 포인트가 참여의사가 없어 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 보내지 않는 경우에 마스터 액세스 포인트가 전송 기회를 잃어버리는 것을 막기 위함이다.

도 14a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 도시한 도면이다. 도 14b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 중 OIA-CTS Info field를 도시한 도면이다. 도 14는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 중 STA Info 필드를 도시한 도면이다.

OIA-CTS Info field의 정의는 다음과 같다. 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임이 간섭 누출 피드백 과정에서 사용된 것인지, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송에 사용된 것인지에 관하여 타입이 명시된다. 간섭 누출 피드백을 위해 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임이 사용되는 경우에, 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 전송한 액세스 포인트가 피드백 받고자 하는 자신의 기본 서비스 셋 내의 단말기의 개수가 명시된다 (최대 64개). 응답 액세스 포인트의 안테나 개수를 명시된다 (값 0~7은 안테나 개수 1~8개를 의미). 응답 액세스 포인트가 전송에 사용하려는 BW가 명시된다. 이때 0~3은 각각 20/40/80/160 또는 80+80을 나타낸다. 응답 액세스 포인트는 명시된 BW 만큼 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 non-HT duplicate 프레임으로 (보호를 위해) 전송한다 (BW는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임의 BW보다 같거나 작아야 함). 타입 = 0 (간섭 누출 피드백 과정)인 경우, FeedbackAll = 1이면 해당 액세스 포인트가 자신의 모든 기회적 간섭 정렬 전송 지원 단말기들에게 간섭 누출 피드백을 요청하는 경우로, 이때 No. of STA은 포함되지 않고, STA Info list에는 STA Info가 하나만 포함되며, STA Info field의 AID12에 111111111111 (Broadcast를 의미)가 설정된다 (이때 OIA-CTS Info의 길이는 1 octet이 됨). FeedbackAll = 0인 경우는 해당 액세스 포인트의 특정 단말기들에 대해서만 간섭 누출 피드백을 요청하는 경우로, No. of STA field, STA list를 포함한다 (이 경우 OIA-CTS Info는 2 octet이 됨). 타입 = 1 (기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정)인 경우 FeedbackAll, No of STA field, STA list는 포함되지 않는다 (OIA-CTS Info는 1 octet이 됨).

STA Info는 64개까지 들어갈 수 있으며, 피드백 받고자 하는 STA의 AID 12비트, 피드백 타입, 피드백 정밀도(Feedback resolution) 등이 포함된다. 피드백 타입은 액세스 포인트 하나에 대해 대표 간섭 누출 값 하나만 피드백 하거나 액세스 포인트의 각 스트림 별로 간섭 누출을 피드백 하는 등의 종류를 의미할 수 있다. 피드백하는 간섭 누출의 정밀도(resolution) 길이는 비트(bit)로 표현된다.

예를 들어, 111 이면 8 비트 길이로 피드백하라는 의미이며, 이 경우 피드백 프레임(Feedback frame)에서 간섭 누출 레벨(LIF level)을 256 단계로 표현하게 된다. 3 비트이므로 0~7까지 표시할 수 있고, 이는 1~8 비트 길이로 피드백하라는 것을 의미할 수 있다.

예를 들어, 정밀도를 4 비트, 즉 011로 지정한 경우에, 피드백 프레임(Feedback frame)에서 간섭 누출 값 표시에 4비트 사용하며, 간섭 누출 레벨(LIF level)을 16개로 나누었을 때 단말기가 해당되는 레벨을 0~15로 표시하게 된다. 이때 Feedback Resolution 필드에는 3 (011)이 들어간다. 0~7은 1~8비트에 해당한다. 레벨 2단계에서 256 단계까지 표시할 수 있다.

Duration은 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임 또는 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임 시간(duration) 기준으로 남은 전송 기회 전송 시간(duration)을 명시하여 보호에 사용한다.

도 15는 일실시예에 따른 송신 준비 완료 폴 프레임을 도시한 도면이다.

기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임은 다음 번 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임 응답을 해야 하는 액세스 포인트를 지정할 때 사용된다 (RA는 다음 응답해야 할 액세스 포인트의 BSSID를 의미함). Duration은 남은 전송 기회 전송 시간(duration)을 명시하여 보호에 사용된다. 송신 준비 완료 폴 프레임은 간섭 누출 피드백 과정, 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 과정에서 사용되며, 두 경우 모두 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 폴 프레임은 동일한 포맷을 사용한다.

도 16a는 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 도시한 도면이다. 도 16b은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 중 Group Member Indication Bitmap 필드를 도시한 도면이다. 도 16c 은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 중 Sounding Dialog Token 필드를 도시한 도면이다.

마스터 액세스 포인트 (첫 번째 액세스 포인트)가 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 다 받은 후, 사운딩할 그룹의 액세스 포인트 리스트 및 각 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임을 통해 전달한 피드백 대상 단말기의 STA Info (각 액세스 포인트로부터 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임으로 받은 정보 이용) 리스트를 포함한 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임이 전송된다.

피드백 그룹에 속한 액세스 포인트 (간섭 누출 피드백은 기회적 간섭 정렬 데이터 전송을 목적으로 하므로 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 전송 참여 액세스 포인트 (OIA 전송 참여 액세스 포인트)와 혼용될 수 있음)에 속한 기회적 간섭 정렬 전송 대상 단말기 (MU or SU)는 이 프레임을 보고 자신이 기회적 간섭 정렬 전송을 위한 피드백 대상임을 알 수 있으며, 또한 자신과 관련된 액세스 포인트 이외에 다른 피드백 그룹 (기회적 간섭 정렬 전송 그룹 (OIA 전송 그룹)으로 지칭될 수 있음) 액세스 포인트 리스트 (BSSID)를 알 수 있고, 이 정보를 바탕으로 각 단말기들은 명시된 액세스 포인트로부터 전송되는 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 듣고 간섭 누출 피드백을 하게 된다.

액세스 포인트 2, 액세스 포인트 3 등 동일 OIA 전송 그룹에 포함된 타 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트가 보낸 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 듣고 자신들이 피드백 그룹(또는 OIA feedback 그룹으로 지칭될 수 있음)으로 선택된 것을 확인할 수 있으며, 또한 마스터 액세스 포인트가 보낸 것과 동일한 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 및 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 나열된 액세스 포인트 순서대로 전송한다. 이는 그룹 내의 다른 액세스 포인트에 노출되지 않은(hidden) 단말기를 고려한 것이다.

마스터 액세스 포인트 (첫 번째 액세스 포인트)가 항상 액세스 포인트 리스트의 제일 앞에 들어간다.

최대 참여 액세스 포인트 개수는 마스터 액세스 포인트를 포함하여 4개로 한다.

RA에는 Broadcast 주소가 들어가며, Sounding Dialog Token Number에는 빔포머(Beamformer)가 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 식별하기 위한 값이 설정된다 (이는 802.11ac와 동일함).

Duration은 바로 직전 전송 프레임의 시간(duration)에서 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임의 전송 시간(duration)을 뺀 값이 들어간다 (전송 기회의 나머지 부분을 보호함).

Feedback Threshold는 간섭 누출이 특정 값 이하인 단말기만 피드백을 보내도록 할 경우에 설정되는 문턱값(threshold)을 의미한다. 만약 Feedback Threshold를 사용하지 않을 경우 0으로 설정된다. 즉, 값이 0인 경우 문턱값과 상관없이 무조건 피드백이 수행된다. 특정 문턱값이 지정되면, 각 단말기는 간섭 누출 값이 문턱값보다 작은 주변 액세스 포인트에 대해서만 간섭 누출 피드백을 보내어 간섭 누출 피드백 사이즈(LIF feedback size)를 감소시킬 수 있다.

Group Member Indication Bitmap은 OIA 전송 그룹 (피드백 그룹)에 속한 액세스 포인트의 BSSID 및 해당 액세스 포인트의 피드백을 보내야 하는 단말기 (MU 또는 SU)의 개수를 지정하며, 각 액세스 포인트 당 6 비트를 할당한다. 액세스 포인트는 4개까지 나타낼 수 있도록 한다.

사용 예는 다음과 같다.

000000 : 단말기 0대 ? 이 경우는 해당 액세스 포인트 자체가 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 포함되지 않는다. 액세스 포인트 수가 4대 미만인 경우, 나머지 액세스 포인트 n field를 0으로 설정한다.

000001: 단말기 1대 ? 해당 액세스 포인트 BSSID 뒤에 STA Info 필드가 하나만 존재한다.

….

000100: STA 4대

최대 64개의 단말기 지정이 가능하다.

예를 들면, Group Member Indication에 000011 000010 000001 000000 이 들어가 있는 경우, 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 포함되는 리스트는 다음과 같다 (액세스 포인트1에 3대, 액세스 포인트2에 2대, 액세스 포인트3에 1대, 액세스 포인트4는 그룹에 없음. 즉 OIA 그룹이 3개 액세스 포인트 포함).

액세스 포인트1 BSSID, 액세스 포인트1의 STA Info 1, 액세스 포인트1의 STA Info 2, 액세스 포인트1의 STA Info 3

액세스 포인트2 BSSID, 액세스 포인트2의 STA Info 1, 액세스 포인트2의 STA Info 2

액세스 포인트3의 STA Info 1 (액세스 포인트4는 STA이 0대 이므로 액세스 포인트4의 BSSID, STA Info가 모두 포함되지 않음)

특정 액세스 포인트의 기본 서비스 셋에서, 특정 단말기가 아닌 모든 단말기에 대해 피드백을 원할 경우, STA Info entry는 하나만 나타나며, AID12의 값을 111111111111로 설정하여 Broadcast임을 명시한다. 이때 Number of STA = 1로 설정한다. 특정 단말기 1개에게만 피드백을 요청하는 경우와는 AID12의 주소로 구분된다.

기회적 간섭 정렬 전송에 참여하는 각 액세스 포인트는 랜덤하게 전송 벡터를 선택하여 이를 브로드캐스팅해야 하며, 이를 위해 각 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보낸 직후 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 전송한다.

각 액세스 포인트는 각자 자기 순서, 즉 마스터 액세스 포인트가 보낸 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 리스트된 순서대로 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보낸 직후 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임를 전송한다. (각 액세스 포인트가 보내는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임의 내용은 마스터 액세스 포인트가 보낸 내용과 동일)

만약 각 피드백 참여 액세스 포인트(또는 OIA 참여 액세스 포인트로 지칭될 수 있음)의 피드백 대상 단말기가 OIA 피드백 그룹에 속한 타 액세스 포인트의 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 모두 들을 수 있을 정보로 기본 서비스 셋들의 범위가 거의 겹친다면, 마스터 액세스 포인트만 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보내고 타 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 보내지 않고 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임, AP-Poll 프레임만 보내도 된다. 하지만 이것은 현실적으로 보장되기 힘든 경우이다.

기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송한 액세스 포인트는 AP-Poll 프레임 (타입 = 0)을 리스트에 명시된 다음 차례의 액세스 포인트에 전송하여 명시적으로 다음 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송할 액세스 포인트를 지정한다. 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임은 802.11ac의 NDP 프레임이 사용될 수 있다.

AP-Poll 프레임 (타입 = 0)을 수신한 액세스 포인트 (AP-Poll 프레임의 RA가 자신으로 되어 있는 액세스 포인트)는 설정되어 있는 NAV를 리셋하고, 자신의 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임을 전송하고, 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임를 전송한다. 다음 순서의 액세스 포인트가 있는 경우 해당 액세스 포인트에 AP-Poll 프레임 (타입 = 0)이 전송된다.

만약 AP-Poll 프레임 전송 후 SIFS 후에 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임이 전송되지 않는 경우, AP-Poll 프레임은 PIFS후 해당 액세스 포인트를 다시 AP-Poll로 폴링하거나, 그 다음 순서의 액세스 포인트에 AP-Poll 프레임을 전송한다.

마지막 순서의 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임 전송 후, AP-Poll을 마스터 액세스 포인트 (액세스 포인트1)에게 전송 (RA를 액세스 포인트1의 BSSID로 지정)한다. 마스터 액세스 포인트는 AP-Poll을 받으면 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임 전송 과정이 종료되었음을 인지하며, 설정된 NAV를 리셋하고 간섭 누출 피드백을 받기 위한 폴링 전송을 시작한다.

기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임/기회적 간섭 정렬 NDP 프레임 전송에 최종적으로 실패한 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 데이터 전송 단계에서 전송 참여 그룹에서 제외된다.

도 17는 일실시예에 따른 AP-Poll 프레임을 도시한 도면이다. 도 18는 다른 실시예에 따른 AP-Poll 프레임을 도시한 도면이다.

프레임 교환 시퀀스(Frame exchange sequence) (기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임/기회적 간섭 정렬 NDP 프레임, 간섭 누출 피드백 폴 프레임(LIF feedback Poll frame)/ 간섭 누출 피드백 프레임(LIF feedback frame), BAR/BA 프레임 등)을 마친 액세스 포인트는 AP-Poll 프레임을 전송하여 자신의 기본 서비스 셋 내에서 프레임 교환 시퀀스가 종료되었음을 명시적으로 알리며, 또한 자신의 다음 번 프레임 교환 시퀀스를 수행할 액세스 포인트를 명시적으로 지정한다.

AP-Poll 프레임을 수신한 다음 액세스 포인트 (AP-Poll 프레임의 RA가 자신의 BSSID와 일치하는 액세스 포인트)는 자신의 NAV를 리셋하고 프레임 교환 과정 (기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임/기회적 간섭 정렬 NDP 프레임, 간섭 누출 피드백 폴 프레임/ 간섭 누출 피드백 프레임, BAR/BA 프레임 등)을 수행한다.

지정된 액세스 포인트 들이 프레임 교환 과정을 순차적으로 모두 마친 경우, 마지막 프레임 교환을 수행한 액세스 포인트가 마스터 액세스 포인트에게 AP-Poll 프레임을 보내며, 마스터 액세스 포인트는 다음 단계 진행을 위한 프레임 전송 혹은 더 이상 보낼 데이터가 없는 경우 전송 기회를 종료한다. (마스터 액세스 포인트가 AP-Poll 프레임을 받은 경우도 자신의 NAV를 리셋한다.)

Poll 타입은 다음과 같다.

0: 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임

1: 간섭 누출 피드백 프레임

2: BA 프레임

나머지는 reserved.

타입 2인 경우에, 액세스 포인트가 AP-Poll 프레임의 MAC 헤더의 Frame Control field의 More Data bit을 이용해 AP-Poll 프레임을 보내는 경우 (데이터 전송 - BA 프레임 전송 직후 시점임) More Data bit은 해당 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬로 동시 전송하고자 하는 데이터가 더 있는지의 여부를 알린다.

More Data bit = 1로 설정된 AP-Poll 프레임을 보내는 액세스 포인트가 있는 경우, 마스터 액세스 포인트는 자신도 기회적 간섭 정렬로 함께 전송할 데이터가 있으면 BAR/BA 프레임 교환 직후 남은 전송 기회를 이용하거나, 모자라면 새로운 전송 기회를 잡아 직전 전송에서 More Data bit = 1인 액세스 포인트만 포함시킨 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 전송하고 기회적 간섭 정렬 방법에 의한 전송을 계속 진행한다. 새로운 전송 기회를 잡은 경우 OIA 전송 그룹(또는 피드백 그룹)에 계속 남아있는 액세스 포인트는 mRTS(Multichannel RTS)/mCTS(Multichannel CTS) 프레임 교환 혹은 다수의 RTS/CTS 프레임 교환을 통해 보호를 한 후 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 전송/데이터 프레임 전송/BA 프레임 전송 과정을 진행해야 한다. 남은 전송 기회를 사용하는 경우 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 전송/데이터 프레임 전송/BA 프레임 전송 과정이 계속 진행된다. 맥(MAC) 헤더(header)의 More Data bit 대신 AP-Poll 프레임 바디의 1 비트를 할당하여 사용할 수 있다.

도 19는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 도시한 도면이다.

첫 번째 액세스 포인트 (마스터 액세스 포인트)는 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임/기회적 간섭 정렬 NDP 프레임 전송 과정이 모두 끝난 후, 자신의 단말기들에게 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 전송하여 간섭 누출 피드백 프레임을 수신한다.

액세스 포인트가 특정 단말기에게 간섭 누출 피드백 프레임을 받지 못한 경우, 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 그 단말기에게 다시 전송하여 피드백 수신을 재시도하거나, 다음 단말기에게 간섭 누출 피드백 폴 프레임을 보내 피드백을 진행한다. 액세스 포인트는 자신의 단말기들로부터 피드백을 순차적으로 받은 후 다음 액세스 포인트에게 AP-Poll 프레임을 보내어 다음 액세스 포인트의 피드백이 진행되도록 한다.

채널 직교 간섭 정렬의 경우 피드백 사이즈(Feedback size)가 커서 채널 직교 간섭 정렬은 802.11ac처럼 피드백을 세그멘테이션하고, 세그먼트에 대한 재전송 등을 지원하여야 하나, 기회적 간섭 정렬의 경우 간섭 누출 피드백 양이 훨씬 적으므로 기회적 간섭 정렬은 간섭 누출 피드백에 대한 세그멘테이션 및 선택적 재전송 등을 하지 않는다. 이를 통해 기회적 간섭 정렬은 채널 직교 간섭 누출보다 피드백 오버헤드 및 프로토콜의 복잡도가 줄어든다.

도 20a는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임을 도시한 도면이다. 도 20b은 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임 중 LIF FB Info 필드를 도시한 도면이다. 도 20c는 일실시예에 따른 간섭 누출 피드백 프레임 중 LIF FB 필드를 도시한 도면이다.

기회적 간섭 정렬 전송에 참여하는 각 액세스 포인트의 기본 서비스 셋 내의 피드백 대상으로 지정된 단말기들은 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 수신한 후, 각각의 단말기 들은 각 액세스 포인트들로부터의 간섭 누출을 최소화 할 수 있는 최적의 수신 벡터를 계산하고, 액세스 포인트의 선호 빔에 대한 SINR 및 자신이 겪게 될 간섭(Interference) 양에 대한 기대치 (자신의 액세스 포인트의 나머지 스트림, 타 액세스 포인트에 대한 스트림 별 간섭 누출 값 등)를 계산한 후, 다음 단계인 간섭 누출 피드백 단계에서 이를 자신의 액세스 포인트에게 피드백한다.

각 단말기는 수신한 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임에 표시된 피드백 그룹에 속한 액세스 포인트로부터 수신한 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임들에 대한 피드백 (최대 4개 액세스 포인트에 대한 피드백)을 하나의 MPDU에 포함시켜 응답한다.

여러 액세스 포인트에 대한 피드백 사이즈가 적으므로 하나의 MPDU로 전송 가능하며, 802.11ac의 경우와 같은 세그멘테이션, 재전송이 불필요하다.

마스터 액세스 포인트는 특정 문턱값을 넘지 않는 간섭 누출을 야기하는 액세스 포인트에 대한 피드백만을 받도록 할 수 있으며, 이 경우 액세스 포인트 별로 0 혹은 1로 피드백 포함 여부를 지정한다 (즉, 특정 액세스 포인트로부터의 간섭 누출 값이 문턱값 이하이면 1로 표시하고, 해당 액세스 포인트에 대한 간섭 누출 값 표시).

액세스 포인트가 피드백 그룹에 속한 특정 액세스 포인트로부터 기회적 간섭 정렬 NDP 프레임을 듣지 못한 경우, 해당 액세스 포인트에 대한 피드백을 포함하되, 간섭 누출 값을 모두 0으로 설정한다. 이 경우 해당 액세스 포인트가 원래 피드백 대상이 아닌 경우와 구분되며, 또한 특정 액세스 포인트에 대한 간섭 누출이 문턱값을 넘어서 간섭 누출이 포함되지 않는 경우와도 구분된다.

간섭 누출 피드백의 각 액세스 포인트, 스트림 별 피드백 사이즈는 FB Resolution (마스터 액세스 포인트가 지시)에 의해 결정된다.

LIF FB 필드에서, 각 액세스 포인트, 스트림 별 피드백은 BF Resolution 에 따라 비트 수가 정해지고, 바이트 단위가 되도록 패딩(padding)이 추가된다. 액세스 포인트당 하나의 대표 간섭 누출만 포함되고, FB시는 각 액세스 포인트당 m 비트 만 포함된다.

예를 들어, 정밀도(resolution)가 4 비트 (011)로 지정된 경우에, 피드백 프레임에서 간섭 누출 값 표시에 4비트가 사용되며, 간섭 누출 레벨을 16개로 나누었을 때 단말기가 해당되는 레벨은 0 ~ 15로 표시되게 된다. 이때 Feedback Resolution 필드에는 3 (011)이 들어간다. 0~7은 res bit 1~ 8 비트에 해당한다 (레벨 2단계 ~ 256단계까지 표시 가능).

한 액세스 포인트가 자신에게 속한 단말기에 대한 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 완료하면, 기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임 의 액세스 포인트 리스트 상의 다음 순서인 액세스 포인트에 AP-Poll (타입: 1, 간섭 누출 피드백 프레임)을 전송한다. 이는 특정 액세스 포인트의 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환 과정이 끝났음을 명시적으로 알리는 효과가 있다. 또한 다음 액세스 포인트에게 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 시작하도록 한다 (AP-Poll 프레임에 RA로 지정된 액세스 포인트는 NAV를 리셋하고 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 수행).

기회적 간섭 정렬 NDPA 프레임의 액세스 포인트 리스트 상에 마지막 순서인 액세스 포인트가 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환 과정을 종료하면, 해당 액세스 포인트는 마스터 액세스 포인트에게 AP-Poll 프레임(타입 = 1)을 보낸다.

마스터 액세스 포인트는 AP-Poll을 받은 후 자신의 NAV를 리셋하며, 전송 기회가 남은 경우 CF-End를 전송하여 전송 기회를 종료한다. 다운링크 기회적 간섭 정렬 프로토콜에서, 기회적 간섭 정렬 계산(OIA Calculation) 정보 교환 같은 액세스 포인트 간의 정보 교환은 불필요하다.

간섭 누출 피드백 단계에서, 피드백 그룹 중 특정 액세스 포인트의 단말기 들로부터 간섭 누출 피드백 프레임을 전송 기회 내에 모두 받지 못했을 경우, 첫 번째 액세스 포인트 (마스터 액세스 포인트 역할)가 다음 전송 기회를 잡은 다음, 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환 과정을 할 액세스 포인트에 AP-Poll 프레임 (타입 = 1)을 전송해 나머지 간섭 누출 피드백 프레임을 받도록 한다.

마스터 액세스 포인트로부터 AP-Poll 프레임을 받은 액세스 포인트는 NAV를 리셋하고 남은 간섭 누출 피드백 폴 프레임/간섭 누출 피드백 프레임 교환을 진행한다. 완료 후 리스트 상 다음 순서인 액세스 포인트에게 AP-Poll 프레임을 전송한다.

이 경우 마스터 액세스 포인트가 채널 획득 후 AP Poll 프레임 전송 전에 보호를 위해 간섭 누출 피드백 과정을 마치지 못했던 액세스 포인트들과 복수의 RTS/CTS 프레임 혹은 mRTS/mCTS 프레임 교환을 수행할 수 있다.

도 21a는 일실시예에 따른 mRTS 프레임을 도시한 도면이다. 도 21b은 일실시예에 따른 mRTS 프레임 중 mRTS Info 필드를 도시한 도면이다.

mRTS는 다수 액세스 포인트/단말기 간의 전송 보호를 위해 사용되며, RTS/CTS 프레임을 여러 번 교환하는 오버헤드를 줄일 수 있다는 장점이 있다. RA는 Broadcast 주소로 설정된다.

mRTS Info field 의 서브 필드 정의는 다음과 같다. Number of STAs은 응답 CTS를 보낼 단말기의 개수를 의미한다. 여기 지정된 개수만큼 단말기 주소가 포함된다. 전송에 사용하려는 BW가 명시된다. 0~3은 각각 20/40/80/160 또는 80+80을 나타낸다. 명시된 BW 만큼 mRTS 프레임이 non-HT duplicate 프레임으로 전송된다. Dynamic BW Operation은 0 이면 Static BW operation을 의미하고, 1이면 Dynamic BW operation을 의미한다. mRTS 프레임에 포함된 단말기들은 리스트에 나온 순서대로 SIFS 간격으로 mCTS 프레임을 보내야 한다.

도 22a는 일실시예에 따른 mCTS 프레임을 도시한 도면이다. 도 22b은 일실시예에 따른 mCTS 프레임 중 mCTS Info 필드를 도시한 도면이다.

mRTS 프레임에 포함된 단말기들은 리스트에 나온 순서대로 SIFS 간격으로 mCTS 프레임을 보내야 한다.

mCTS Info field의 정의는 다음과 같다. BW는 응답 단말기가 사용하는 BW를 명시하며, 0~3은 각각 20/40/80/160 또는 80+80을 나타낸다. mRTS의 Dynamic BW Operation bit에 따라 Dynamic/Static Bandwidth Operation으로 BW 협상한다. 응답 단말기는 명시된 BW 만큼 mCTS 프레임을 non-HT duplicate 프레임으로 보호를 위해 전송한다. 이때 BW는 mRTS의 BW보다 같거나 작아야 한다.

최종 결정된 BW는 mRTS/mCTS 프레임 참여 단말기의 BW 교집합에 해당하는 BW이다. SIFS 후 해당 순서에 보내어질 mCTS 프레임이 전송되지 않으면 다시 백오프(backoff)하여 채널을 잡아야 한다. 보호할 액세스 포인트 (단말기) 개수가 3개 이하일 때는 그냥 RTS/CTS 프레임, RTS/CTS 프레임을 두 번 교환하여 보호한다.

도 23은 일실시예에 따른 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 도시한 도면이다.

마스터 액세스 포인트는 채널 획득, 보호 (혹은 OIA 전송 그룹 생성, 또는 피드백 그룹을 결정) 후 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 보내 피드백 그룹 내의 단말기들에게 기회적 간섭 정렬 전송 시작을 지시하며, 이 프레임을 이용해 액세스 포인트간의 다운링크 데이터 동시 전송 시점을 동기화 한다.

마스터 액세스 포인트는 전송 시간(Transmission duration) 값을 지정하고, OIA 전송 그룹에 속하는 각 액세스 포인트는 전송 시간에 맞추어 프레임을 패딩하여 전송한다.

기회적 간섭 정렬 방법으로 데이터를 전송하는 시간(또는 전송 시간)은 마스터 액세스 포인트가 정하며, 디폴트로는 마스터 액세스 포인트가 전송할 데이터의 시간을 기준으로 전송 시간을 정하여 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 통해 알린다.

기회적 간섭 정렬 동기화 프레임은 기회적 간섭 정렬로 전송에 참여시킬 액세스 포인트 BSSID list를 포함한다.

기회적 간섭 정렬 전송에 참여할 액세스 포인트가 마스터 액세스 포인트와 전송 참여 액세스 포인트 2개인 경우는 RA에 전송 참여 액세스 포인트, TA에 마스터 액세스 포인트 (첫 번째 액세스 포인트)의 주소가 들어가고, BSSID 리스트는 따로 포함되지 않는다.

기회적 간섭 정렬 전송에 참여할 액세스 포인트가 3개 이상인 경우, RA에는 Broadcast 주소가 들어가고, 두 번째 액세스 포인트부터 액세스 포인트 BSSID 리스트에 포함된다. 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 전송하는 마스터 액세스 포인트의 BSSID는 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 TA로 식별되므로, 액세스 포인트 BSSID 리스트에 따로 포함되지 않는다.

기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 수신한 액세스 포인트들은 함께 전송하기로 결정된 액세스 포인트들을 확인하고 이들 액세스 포인트 그룹에 대해 가장 최소의 간섭 영향을 받는 단말기를 전송 대상 단말기로 선택한다. 이러한 단말기 선택과정은 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임 전송 직후에 수행될 수도 있으며, 마스터 액세스 포인트가 전송 참여 액세스 포인트(OIA 전송 액세스 포인트)를 결정하기 위해 각 후보 액세스 포인트와 프레임을 교환하는 동안 미리 수행될 수도 있다. 예를 들어, 마스터 액세스 포인트가 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임을 전송할 때 이를 수신하는 액세스 포인트는 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임의 후보 액세스 포인트 리스트를 보면 후보 액세스 포인트 들이 어떤 것인지 알 수 있어 미리 이들 액세스 포인트를 고려하여 단말기 후보를 선정하고, 특정 액세스 포인트로부터 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임이 전송되면 해당 액세스 포인트가 전송 그룹에 포함되게 되므로 이를 보고 단말기 후보 중 실제로 전송할 단말기를 결정할 수 있다.

기회적 간섭 정렬 동기화 프레임을 수신한 액세스 포인트들은 자신이 기회적 간섭 정렬 동기화 프레임의 BSSID에 명시되어 있는 경우, 자신의 NAV를 리셋하고 SIFS 후에 기회적 간섭 정렬을 이용하여 데이터를 자신의 단말기(들)에 동시에 전송한다.

각 액세스 포인트가 동시 전송하는 단말기는, 802.11ac의 MU-MIMO에서 사용하는 Group ID와 유사한 형식(format)의 기회적 간섭 정렬 단말기 Group ID (OIA STA Group ID)를 사용하며, 액세스 포인트가 전송하는 프레임의 PPDU의 SIG field에 있는 기회적 간섭 정렬 단말기 Group ID를 보고 자신이 수신 대상임을 알 수 있다. 또 다른 방법으로, SIG에 표시하지 않는 경우 별도의 announcement 프레임을 액세스 포인트가 전송하여 액세스 포인트가 전송대상인 단말기를 알릴 수도 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (18)

1. 마스터 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법에 있어서,
   상기 마스터 액세스 포인트와 피드백 참여 액세스 포인트를 포함하는 피드백 그룹을 결정하는 단계;
   상기 마스터 액세스 포인트에 관한 전송 벡터 공간을 랜덤하게 선택하는 단계;
   상기 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 및
   상기 전송 벡터 공간에 관한 정보에 기초하여 제1 기본 서비스 셋에 속한 단말기에 의해 계산된 간섭 누출(leakage of interference, LIF)에 관한 정보를 제1 전송 기회(TXOP)동안 상기 단말기로부터 수신하는 단계
   를 포함하고,
   상기 피드백 그룹은 간섭 누출에 관한 피드백을 함께 수행하는,
   기회적 간섭 정렬 방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 마스터 액세스 포인트는, 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 상기 제1 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 피드백 참여 액세스 포인트는 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 제2 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 제1 기본 서비스 셋과 상기 제2 기본 서비스 셋은 서로 간섭하고,
   상기 마스터 액세스 포인트는, 최초로 채널에 접근하여 상기 기회적 간섭 정렬 방법의 피드백 프로토콜 시퀀스를 제어하는 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 피드백 그룹을 결정하는 단계는,
   후보 액세스 포인트와 제1 피드백 프레임 및 제2 피드백 프레임을 교환함으로써 피드백 프로토콜 시퀀스를 보호하는 단계; 및
   상기 후보 액세스 포인트로부터 수신한 제2 피드백 프레임에 기초하여 상기 후보 액세스 포인트를 상기 피드백 참여 액세스 포인트로서 상기 피드백 그룹에 포함시키는 단계
   를 포함하고,
   상기 제1 피드백 프레임은, 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)이고, 상기 제2 피드백 프레임은 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame)인 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 제2 피드백 프레임은, 상기 후보 액세스 포인트의 기본 서비스 셋에 포함된 단말기에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 전송 벡터 공간에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계는,
   상기 피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트의 리스트 및 상기 리스트에 포함된 액세스 포인트에 대응하는 단말기에 관한 정보를 브로드캐스팅하는 단계; 및
   상기 전송 벡터 공간을 브로드캐스팅하는 단계
   를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 마스터 액세스 포인트에 의해 수행되는 기회적 간섭 정렬 방법에 있어서,
    상기 마스터 액세스 포인트와 전송 참여 액세스 포인트를 포함하는 전송 참여 그룹을 결정하는 단계;
    제1 기본 서비스 셋에 포함된 단말기 중에서 상기 단말기의 간섭 누출에 관한 피드백에 기초하여 가장 작은 간섭 영향을 가지는 제1 단말기를 선택하는 단계;
    제1 전송 기회 동안 상기 전송 참여 액세스 포인트의 전송과 동시에 상기 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 제1 단말기의 데이터 수신을 확인하는 단계
    를 포함하고,
    상기 전송 참여 그룹은 데이터 전송을 동시에 수행하는,
    기회적 간섭 정렬 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 마스터 액세스 포인트는, 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 상기 제1 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 전송 참여 액세스 포인트는 적어도 하나 이상의 단말기와 함께 제2 기본 서비스 셋을 구성하고, 상기 제1 기본 서비스 셋과 상기 제2 기본 서비스 셋은 서로 간섭하고,
    상기 마스터 액세스 포인트는, 최초로 채널에 접근하여 상기 기회적 간섭 정렬 방법의 전송 프로토콜 시퀀스를 제어하는 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
    
12. 제10항에 있어서,
    상기 전송 참여 그룹을 결정하는 단계는,
    피드백 그룹에 포함된 액세스 포인트를 전송 참여 그룹의 후보 액세스 포인트로 설정하는 단계;
    상기 후보 액세스 포인트와 제1 전송 프레임 및 제2 전송 프레임을 교환함으로써 전송 프로토콜 시퀀스를 보호하는 단계; 및
    상기 후보 액세스 포인트로부터 수신한 제2 전송 프레임에 기초하여 상기 후보 액세스 포인트를 상기 전송 참여 액세스 포인트로서 상기 전송 참여 그룹에 포함시키는 단계를 포함하고,
    상기 제1 전송 프레임은, 기회적 간섭 정렬 송신 요구 프레임(OIA-RTS frame)이고, 상기 제2 전송 프레임은 기회적 간섭 정렬 송신 준비 완료 프레임(OIA-CTS frame)인 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전송 프레임은, 상기 후보 액세스 포인트가 참조할 예상 데이터 전송 시간(expected data transmission duration)을 포함하는 것을 특징으로 하는 기회적 간섭 정렬 방법.
    
14. 제10항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 단계는,
    전송 시간(transmission duration)을 설정하는 단계;
    상기 전송 참여 액세스 포인트로 상기 전송 시간을 전송하는 단계; 및
    상기 전송 시간에 기초하여, 상기 전송 참여 액세스 포인트가 상기 전송 참여 액세스 포인트에 의해 선택된 제2 단말기로 데이터를 전송하는 동시에 상기 제1 단말기로 데이터를 전송하는 단계
    를 포함하는 기회적 간섭 정렬 방법.
    
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