KR102574830B1

KR102574830B1 - 자원 유닛들을 구현하는 802.11 네트워크에서의 회복된 공정성

Info

Publication number: KR102574830B1
Application number: KR1020217002295A
Authority: KR
Inventors: 스테판느 바롱; 파스칼 비제; 파트리스 느주
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2017-07-12
Publication date: 2023-09-06
Also published as: CN116318588A; GB2552189A; FI3485692T3; KR102635105B1; KR20230132605A; JP2023169311A; CN109479328A; JP6705024B2; EP4161205A1; KR102208976B1; US11166314B2; JP7352695B2; EP3485692B1; GB2552189B; JP2022137196A; JP7105971B2; JP2020127236A; JP6905621B2; GB201612151D0; JP2021176233A

Abstract

802.11ax 노드들은 레거시 노드와 비교하여 AP가 제공하는 다중 사용자 업링크를 통한 추가적인 매체 액세스들로부터 이점을 누린다. 매체 액세스에서 공정성을 회복하기 위해, 본 발명은 노드가 OFDMA 자원 유닛들을 통해 AP에 데이터를 성공적으로 전송할 때마다 페널티 값들을 사용하여 노드의 EDCA 파라미터들, 특히 EDCA 백오프들을 갱신할 것을 제안한다. 이는 종래의 EDCA 경합을 통해 노드가 통신 채널을 새롭게 액세스할 확률을 감소시키기 위한 것이다. 페널티 값은 바람직하게는 시스템의 개관을 갖는 AP에 의해 제공되며 또한 노드에 국지적인 정보, 예를 들어 전송된 데이터의 양 또는 그의 현재 경합 윈도우에 기초하여 조정될 수 있다. 예를 들어, 페널티 값은 노드에 의한 성공적인 OFDMA 전송 시에 EDCA 백오프 카운터들의 현재 값에 가산된다.

Description

자원 유닛들을 구현하는 802.11 네트워크에서의 회복된 공정성 {RESTORED FAIRNESS IN AN 802.11 NETWORK IMPLEMENTING RESOURCE UNITS}

본 발명은 일반적으로 통신 네트워크에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 데이터를 전송하기 위해서, 경합을 통해 노드들에 채널 액세스들을 제공하고 또한 액세스 포인트에 승인된 전송 기회(TXOP)를 분할하는 서브 채널들(또는 자원 유닛들)에의 노드들에 의한 2차 액세스들을 제공하는 통신 네트워크에 관한 것이다.

본 발명은 무선 통신 네트워크에서, 특히 802.11ax 복합 채널에 대한 및/또는 예를 들어 액세스 포인트에 승인되는 802.11ax 복합 채널을 형성하고 및 업링크 통신이 수행되는 것을 허용하는 OFDMA 자원 유닛들에 대한 액세스를 노드들에게 제공하는 802.11ax 네트워크에서 적용 분야를 발견한다.

IEEE 802.11 MAC 표준은 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)가 물리 및 매체 액세스 제어(MAC) 레벨에서 작동해야만 하는 방식을 정의한다. 전형적으로, 802.11 MAC(Medium Access Control) 동작 모드는 소위 "CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)"에 기반한 경합 기반 메커니즘에 의존하는 잘 알려진 DCF(Distributed Coordination Function)를 구현한다.

802.11 매체 액세스 프로토콜 표준 또는 동작 모드는 주로 무선 매체에 액세스하려고 시도하기 위해서 무선 매체가 유휴 상태가 되는 것을 기다리는 통신 노드들의 관리에 관한 것이다.

IEEE 802.11ac 표준에 의해 정의되는 네트워크 동작 모드는, 다른 수단들 중에서도, 간섭에 매우 취약한 것으로 간주되는 2.4GHz 대역에서 5GHz 대역으로 이동하는 것에 의해, 80MHz의 더 넓은 주파수 연속적 채널들이 사용되는 것을 허용함으로써 -연속적 채널들 중 2개는 무선 네트워크의 동작 대역으로서 160MHz 채널을 얻도록 선택적으로 조합될 수 있음 - 매우 높은 처리량(VHT: very high throughput)을 제공한다.

802.11ac 표준은 또한 RTS(Request-To-Send) 및 CTS(Clear-To-Send) 프레임과 같은 제어 프레임들을 개조하여, 변하며 미리 정의된 20, 40, 또는 80MHz 대역폭들의 복합 채널들을 허용하는데, 복합 채널들은 동작 대역 내에서 인접한 하나 이상의 통신 채널로 이루어진다. 160MHz 복합 채널은 160MHz 동작 대역 내에서 2개의 80MHz 복합 채널을 조합하여 가능해진다. 제어 프레임들은 목표로 하는 복합 채널에 대한 채널 폭(대역폭)을 지정한다.

따라서, 복합 채널은 주어진 노드가 매체에 액세스하기 위해 EDCA 백오프 절차(backoff procedure)를 수행하는 1차 채널 및 예를 들어 각각 20MHz의 적어도 하나의 2차 채널로 구성된다.

EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)는 우선 순위가 낮은 트래픽과 비교하여 우선 순위가 높은 트래픽을 다르게 다루는 것을 가능하게 하는 트래픽 카테고리들 및 네 가지 대응 액세스 카테고리를 정의한다.

노드들에서의 EDCA의 구현은, 각각의 복수의 큐 백오프 엔진들이 연관되는 상이한 우선 순위들에서 데이터 트래픽을 서빙하기 위해 복수의 트래픽 큐를 사용하여 이루어질 수 있다. 큐 백오프 엔진들은, 연관된 트래픽 큐들에 저장되는 데이터를 전송하기 위해서, 복합 채널에 대한 액세스를 위해 경합하기 위해 각각의 큐 백오프 값들을 포함하는 큐 경합 파라미터들을 사용하도록 구성된다.

EDCA 백오프 절차 덕분에, 노드는 그래서, 전형적으로 계산된 큐 백오프 카운터 또는 값을 기반으로 큐 백오프 파라미터들에 기반한 경합 유형 액세스 메커니즘을 사용하여 통신 네트워크에 액세스할 수 있다.

1차 채널은 채널이 유휴 상태인지 여부를 감지하기 위해 통신 노드들에 의해 사용되며, 1차 채널은 2차 채널 또는 채널들을 사용하여 확장되어 복합 채널을 형성할 수 있다. 1차 채널은 단독으로도 사용될 수 있다.

동작 대역이 기본 20MHz 채널들이 되도록 트리 구조로 되면, 몇몇 2차 채널은 3차 또는 4차 채널로 명명된다.

802.11ac에서, 모든 전송들, 및 따라서 가능한 복합 채널들은 1차 채널을 포함한다. 이는 노드들이 1차 채널상에서만 전체 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 및 NAV(Network Allocation Vector) 추적을 수행하기 때문이다. 다른 채널들은 2차 채널들로서 할당되고, 그 상에서 노드들은 CCA(clear channel assessment)의 능력, 즉 상기 2차 채널의 유휴 상태 또는 사용 중 상태(state)/상태(status)의 검출을 가질 뿐이다.

802.11n 또는 802.11ac(또는 802.11ax)에 정의된 대로 복합 채널을 사용할 때의 문제점은, 복합 채널들의 사용과 부합하는 노드들(즉, 802.11n 및 802.11ac 호환 노드, 또는 높은 처리량의 노드들(High Throughput nodes)을 나타내는 "HT 노드들")이, 복합 채널을 사용할 수 없고 동일한 무선 네트워크 내에 존재하는 종래의 20MHz 채널들에만 의존하는 레거시 노드들(즉, 예를 들어 802.11a/b/g와만 호환되는 비-HT 노드들)과 공존해야만 하고, 따라서 동일한 20MHz 채널들을 공유해야 한다는 점이다.

이 문제에 대처하기 위해, 802.11n 및 802.11ac 및 802.11ax 표준은 802.11a 레거시 포맷("비-HT"라고 불림)에서의 각각의 20MHz 채널에 걸쳐서 제어 프레임들(예를 들어, RTS/CTS 또는 CTS-to-Self 또는 송신된 데이터의 올바른 또는 잘못된 수신을 확인응답하는 ACK 프레임들)을 복제할 가능성을 제공하여, 전체 복합 채널에 걸쳐서 요청된 TXOP의 보호를 확립한다.

이는 복합 채널에 수반되는 20MHz 채널 중 임의의 것을 사용하는 임의의 레거시 802.11a 노드가 20MHz 채널상에서 진행 중인 통신을 인식하기 위한 것이다. 결과적으로, 레거시 노드는 802.11n/ac/ax 노드에 승인된 현재 복합 채널 TXOP의 종료까지 새로운 전송을 개시하는 것을 못하게 된다.

원래 802.11n에 의해 제안된 바와 같이, 사용된 복합 채널을 형성하는 1차 및 2차 채널들 모두상에서 2개의 동일한 20MHz 비-HT 제어 프레임들이 동시에 송신되도록 허용하기 위해 종래의 802.11a 또는 "비-HT" 전송의 복제가 제공된다.

802.11ac가 80MHz 또는 160MHz 복합 채널을 형성하는 채널들에 걸친 복제를 허용하도록 이 접근법이 확장되었다. 본 문서의 나머지 부분에서, "복제된 비-HT 프레임" 또는 "복제된 비-HT 제어 프레임" 또는 "복제된 제어 프레임"은 노드 디바이스가 (40MHz, 80MHz 또는 160MHz) 동작 대역의 2차 20MHz 채널(들)에 걸쳐서 주어진 제어 프레임의 종래의 또는 "비-HT" 전송을 복제한다는 것을 의미한다.

실제로, 새로운 TXOP를 위해 복합 채널(40MHz 이상)을 요청하기 위해, 802.11n/ac 노드가 위에서 언급한 것처럼 1차 20MHz 채널에서 EDCA 백오프 절차를 수행한다. 병행하여, 이것은 새로운 TXOP가 시작되기 전에(즉, 임의의 큐 백오프 카운터가 만료되기 전에) PIFS 구간 동안 유휴 중인(채널 상태/상태가 "유휴"임) 2차 채널 또는 채널들을 감지하기 위해 2차 채널들에 대해 CCA(Clear-Channel-Assessment) 신호 감지와 같은 채널 감지 메커니즘을 수행한다.

최근에, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)는 802.11ac의 후속자인 802.11ax 태스크 그룹을 공식적으로 승인했다. 802.11ax 태스크 그룹의 1차 목표는 조밀한 배치 시나리오에서 사용되는 무선 통신 디바이스들에 대한 데이터 속도 향상을 추구하는 것이다.

802.11ax 표준의 최근 개발은 액세스 포인트(AP)를 갖는 무선 네트워크에서 다중 노드에 의한 복합 채널의 사용을 최적화하는 것을 추구하는 것이다. 사실, 전형적인 콘텐츠는 예를 들어 HD(high-definition) 오디오-비주얼 실시간 및 대화형 콘텐츠와 관계된 중요한 데이터 양을 갖는다. 더욱이, IEEE 802.11 표준에서 사용되는 CSMA/CA 프로토콜의 성능은 노드의 수 및 트래픽 양이 증가함에 따라, 즉 조밀한 WLAN 시나리오에서 급속하게 악화되는 것으로 잘 알려져 있다.

이러한 맥락에서, 다중 사용자(MU) 전송은 AP에 승인된 전송 기회 동안 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 방향 모두에서 상이한 사용자들로/로부터 다중의 동시 전송을 허용하는 것으로 고려되었다. 업링크에서, 다중 사용자 전송은 다중 노드가 동시에 전송하도록 허용하는 것에 의해 충돌 확률을 완화시키는데 사용될 수 있다.

이러한 다중 사용자 전송을 실제로 수행하기 위해, 예를 들어 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술에 기초하여 다중 사용자에 의해 주파수 도메인에서 공유되는, 자원 유닛(RU: resource unit)들로도 지칭되는 서브 채널들이 되도록 승인된 채널을 분할하는 것이 제안되었다. 각각의 RU는 다수의 톤(tone)에 의해 정의될 수 있으며, 80MHz 채널은 최대 996개의 사용 가능한 톤을 포함한다.

OFDMA는 진보된 인프라스트럭처 기반 무선 네트워크에서 효율성을 향상시키는 새로운 핵심 기술로 부상한 OFDM의 다중 사용자 변형이다. 이것은 물리 계층상의 OFDM을 MAC 계층상의 FDMA(Frequency Division Multiple Access)와 조합하여, 동시성을 증가시키도록 상이한 서브 캐리어들이 상이한 노드들에 할당되게 허용한다. 인접한 서브 캐리어들은 종종 유사한 채널 조건을 겪게 되고 따라서 서브 채널들로 그룹화된다: OFDMA 서브 채널 또는 RU는 따라서 서브 캐리어들의 집합이다.

현재 구상되는 바와 같이, 그러한 OFDMA 서브 채널들의 세분성(granularity)은 원래의 20MHz 채널 대역보다 더 미세하다. 전형적으로, 2MHz 또는 5MHz 서브 채널이 최소 폭으로서 고려될 수 있고, 따라서 예를 들어 단일 20MHz 채널 내에서 9개의 서브 채널 또는 자원 유닛을 정의할 수 있다.

OFDMA의 다중 사용자 특징은 AP로 하여금 경합을 증가시키기 위해서 상이한 노드들에 상이한 RU들을 할당하도록 허용한다. 이는 802.11 네트워크들 내부에서 경합 및 충돌을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

AP가 다중 데이터를 (PLCP 헤더 내부의 특정 표시에 의해 지원되는) 다중 스테이션으로 직접 송신할 수 있는 다운링크 OFDMA와는 달리, AP가 다양한 노드들로부터의 업링크 통신을 트리거하기 위한 트리거 메커니즘이 채택되었다.

다중 사용자 업링크, 즉 선취된(pre-empted) TXOP 동안 802.11ax 액세스 포인트(AP)에 대한 업링크 전송을 지원하기 위해, 802.11ax AP는 레거시 노드들(비 802.11ax 노드들)이 자신들의 NAV를 설정하기 위한 그리고 802.11ax 노드들이 AP에 의해 제공되는 자원 유닛(RU)들의 할당을 결정하기 위한 시그널링 정보를 제공해야 한다.

AP가 업링크 통신들을 트리거하기 위해 802.11ax 노드들에 트리거 프레임(TF)을 송신하는 것이 제안되었다.

IEEE 802.11-15/0365 문서는 다중 노드로부터의 업링크(UL) 다중 사용자(Multi-User)(OFDMA) PPDU의 전송을 요청하기 위해 AP에 의해 '트리거(Trigger)' 프레임(TF)이 송신될 것을 제안한다. TF는 AP가 노드들에 제공하는 자원 유닛들을 정의한다. 응답으로, 노드들은 트리거 프레임에 대한 즉각적인 응답으로서 UL MU(OFDMA) PPDU를 전송한다. 모든 송신기가 동시에 데이터를 송신할 수 있지만, RU들의(즉, OFDMA 방식에서의 주파수들의) 분리된(disjoint) 세트들을 사용하여 간섭이 적은 송신들을 유도할 수 있다.

목표로 하는 복합 채널의 대역폭 또는 폭은 TF 프레임에서 시그널링되는데, 20, 40, 80 또는 160MHz 값이 추가된다는 것을 의미한다. TF 프레임은 1차 20MHz 채널을 통해 전송되고, 적절한 경우 각각의 다른 20MHz 채널들상에서 복제(duplicate)(복제(replicate))되어 목표로 하는 복합 채널을 형성한다. 제어 프레임들의 복제에 대해 앞에서 설명했듯이, 그 1차 채널상에서 TF를 수신하는 모든 인근의 레거시 노드(비-HT 또는 802.11ac 노드들)마다 그 NAV를 순서대로 TF 프레임에서 지정된 값으로 설정할 것이 예상된다. 이는 이들 레거시 노드가 TXOP 동안 목표로 하는 복합 채널의 채널들에 액세스하는 것을 방지한다.

자원 유닛(RU)은 특정 노드에 대해 예약될 수 있고, 이 경우 AP는 TF에서 RU가 예약되는 노드를 나타낸다. 이러한 RU를 스케줄링된 RU라고 부른다. 나타내어진 노드는 자신에게 예약된 스케줄링된 RU에 액세스할 때 경합을 수행할 필요가 없다.

AP에 대한 관리되지 않은 트래픽(예를 들어, 연관된 노드들로부터의 업링크 관리 프레임들, AP에 도달하려고 의도하는 연관되지 않은 노드들, 또는 단순히 관리되지 않은 데이터 트래픽)에 관하여 시스템의 효율성을 더 잘 향상시키기 위해서, 자원 유닛들이 AP에 의해 경합 기반 액세스를 통해 802.11ax 노드들에 제안될 수 있다. 다시 말하면, 자원 유닛(RU)은 (AP에 등록된 노드들의 그룹 중) 둘 이상의 노드에 의해 무작위로 액세스될 수 있다. 이러한 RU는 랜덤(Random) RU라고 불리며 TF에서 그와 같이 표시된다. 랜덤 RU들은 데이터를 전송하기 위해 통신 매체에 액세스하고자 의욕하는 노드들 사이의 경합을 위한 기초로서 서빙할 수 있다.

예시적인 랜덤 자원 선택 절차는 문서 IEEE 802.11-15/1105에 정의되어 있다. 이 절차에 따르면, 각각의 802.11ax 노드는, RU 백오프 값을 포함하는 RU 경합 파라미터들을 사용하여 OFDMA 또는 RU(자원 유닛의 경우) 백오프 엔진이라고 이하에서 참조되는 전용 백오프 엔진을 유지하여 랜덤 RU들 중 하나에 대한 액세스를 위해 경합한다. 일단 그 OFDMA 또는 RU 백오프 값이 0에 도달하면(이것은 예를 들어, 각각의 새로운 TF-R 프레임에서 그 가운데 정의된 랜덤 RU들의 수만큼 감분됨), 노드는 RU 액세스에 대해 자격을 갖게 되고, 따라서 수신된 트리거 프레임에 정의된 모든 랜덤 RU들 중으로부터 하나의 RU를 무작위로 선택한다. 이것은 그런 다음 선택한 RU를 사용하여 트래픽 큐들 중 적어도 하나의 트래픽 큐의 데이터를 전송한다.

앞의 내용으로부터 쉽게 명백해지듯이, 다중 사용자 업링크 매체 액세스 방식(또는 OFDMA 또는 RU 액세스 방식)은 동시적인 매체 액세스 시도들에 의해 생성되는 충돌의 수가 감소되도록 허용하면서, 또한 매체 액세스 비용이 수 개의 노드 간에 공유되므로 매체 액세스로 인한 오버헤드를 감소시킨다. 따라서, OFDMA 또는 RU 액세스 방식은 (고밀도 802.11 셀의 맥락에서) 종래의 EDCA 경합 기반 매체 액세스 방식보다 (매체 사용과 관련하여) 상당히 더 효율적인 것으로 나타난다.

OFDMA 또는 RU 액세스 방식이 더 효율적이긴 하지만, EDCA 액세스 방식도 생존해야 하며 따라서 OFDMA 또는 RU 액세스 방식과 공존해야만 한다.

이는 예를 들어 OFDMA 또는 RU 액세스 방식을 인식하지 못하는 레거시 802.11 노드들의 존재로 인한 것이다.

이는 또한, 802.11ax 노드들이 예를 들어 또 다른 노드에 데이터를 전송하기 위해(즉, AP에의 업링크 트래픽과는 상이한 트래픽의 경우), 종래의 EDCA 경합 기반 매체 액세스를 통해 매체에의 액세스를 얻을 기회를 또한 가져야만 한다는 점에서 더욱 더 필요하다. 따라서 두 가지 매체 액세스 방식인 EDCA와 OFDMA/RU 액세스 방식이 공존해야 한다.

이러한 공존에는 불리한 면이 있다.

예를 들어, 802.11ax 노드들 및 레거시 노드들은 EDCA 액세스 방식을 사용하여 동일한 매체 액세스 확률을 갖는다. 그러나 802.11ax 노드들은 MU 업링크 또는 OFDMA 또는 RU 액세스 방식을 사용하여 추가적인 매체 액세스 기회를 갖는다.

이는 802.11ax 노드들과 레거시 노드들 간에서 매체에 대한 액세스가 충분히 공정하지 않은 결과를 낳는다.

본 발명의 광범위한 목적은 통신 네트워크에서 개선되고 더 공정한 통신 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다. 통신 네트워크는 복수의 노드 및 일부 노드(예를 들어, 802.11ax 노드들)가 등록한 액세스 포인트를 포함하는데, 모든 노드(802.11ax 및 레거시 노드들을 포함)는 통신 네트워크의 물리적 매체를 공유한다.

본 발명은 하나 이상의 전술한 제한을 극복하기 위해, 특히 (제2 액세스 방식을 구현하지 않는) 레거시 노드들 및 강화된 노드들(예를 들어, 제2 액세스 방식을 구현하는 802.11ax 노드들) 모두에 대한 공정한 액세스를 제공하는 통신 방법을 제공하기 위해 고안되었다.

본 발명은 또한 레거시 노드들에 관하여 양호한 수준의 공정성을 유지하면서 802.11 셀의 효율을 향상시키기 위해 선택적으로 제2의 보다 효율적인 액세스 방식(802.11ax에서의 MU 업링크 또는 OFDMA 또는 RU 액세스 방식)의 사용을 촉진할 수 있다. 이는 제한된 충돌 위험을 가지면서 (RU들의) 네트워크 대역폭을 보다 효율적으로 사용하는 결과를 낳을 수 있다.

본 발명은 임의의 통신 네트워크, 예를 들어 랜덤 RU들 또는 스케줄링된 RU들 중 하나 또는 둘 모두인 자원 유닛들이 승인된 전송 기회 내에서 AP에의 MU 업링크를 위해 제공되는 무선 네트워크에 적용될 수 있다. RU들은 하나 이상의 통신 채널의 서브 채널들이다. 통신 채널은 노드들이 채널이 유휴인지 또는 사용 중인지를 결정하기 위해 그에 대해 감지를 수행하는 기본 채널이다.

본 발명은 노드들로부터 IEEE 802.11ax 네트워크(및 장래의 버전)의 AP로의 데이터 업링크 전송에 특히 적합하고, 이 경우에 RU들은 OFDMA를 사용하여 액세스된다. 본 발명의 실시예는 또한 (AP 없이) 노드들 사이에 적용될 뿐만 아니라 802.11ax 이외의 임의의 통신 네트워크가 두 가지의 경쟁하는 액세스 방식을 제공한다면 (하나는 통신 채널에, 다른 하나는 동시에 액세스될 수 있는 RU 등에) 임의의 통신 네트워크에도 적용될 수 있다.

이러한 맥락에서, 본 발명의 실시예는 (예를 들어, 액세스된 통신 채널을 통해 국지적으로 저장되는) 복수의 노드 - 적어도 하나의 노드는 데이터를 전송하기 위해, 채널 경합 파라미터들을 사용하여 통신 네트워크의 적어도 하나의 통신 채널에의 액세스를 위해 경합하도록 구성되는 채널 액세스 모듈을 포함함 - 를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 방법을 제공하고; 및

방법은, 노드에서:

통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 또 다른 노드에 의해 제공되는(즉, 정의되는) 액세스된 자원 유닛을 통해 (국지적으로 저장된) 데이터를 전송하는 단계 - 따라서, 자원 유닛은 다른 노드에 승인된 그러한 전송 기회의 일부를 형성함 -; 및

액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송한 것에 응답하여, 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값을 (페널티가 주어진) 값으로 수정 또는 갱신하여, 노드가 채널 액세스 모듈에 의한 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 감소시키는 단계를 포함한다.

따라서, 본 발명은 통신 네트워크에서의 공정성을 회복시킨다. 이는 액세스된 RU들을 통해 다중 사용자 업링크를 효율적으로 사용하는 그러한 노드들에 대해 종래의 채널 액세스 방식에 불이익을 줌으로써 (이 방식을 사용하여 통신 채널에 액세스할 확률을 줄임으로써) 달성된다. 사실, 따라서 레거시 노드들에게는 RU 액세스 방식도 구현하는 노드들과 비교하여 통신 채널들에 액세스하는 기회가 더 많이 제공된다.

본 발명은 종래의 EDCA 액세스 방식이 아니라 다중 사용자 업링크를 구현하는 노드들에 대한 자원 유닛들의 사용을 또한 촉진하여, 보다 양호한 네트워크 효율을 달성한다. 이는 종래의 채널 액세스 방식에 적용되는 페널티가 자원 유닛들의 사용을 증가시킴으로써, 노드들 사이의 매체 액세스 비용들의 공유를 증가시키기 때문이다.

그에 따라서, 본 발명의 실시예들은 복수의 노드를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 디바이스 형성 노드를 제공하고, 통신 디바이스 형성 노드는:

액세스된 통신 채널을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하기 위해, 채널 경합 파라미터들을 사용하여 통신 네트워크의 적어도 하나의 통신 채널에 대한 액세스를 위해 경합하도록 구성되는 채널 액세스 모듈; 및

통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 또 다른 노드에 의해 제공되는 액세스된 자원 유닛을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하도록 구성되는 통신 모듈; 및

데이터 전송 모듈에 의해 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송한 것에 응답하여, 채널 액세스 모듈의 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값(penalized value)으로 수정하여, 노드가 채널 액세스 모듈에 의한 경합을 통해 통신 채널에 액세스하는 확률을 감소시키도록 구성되는 제어기를 포함한다.

이 디바이스는 위에 설명된 방법과 동일한 장점을 제공한다.

본 발명의 실시예는, 액세스 포인트의 관점에서, 액세스 포인트 및 액세스 포인트에 등록된 복수의 노드 - 적어도 하나의 노드는 액세스된 통신 채널을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하기 위해서, 채널 경합 파라미터들을 사용하여 통신 네트워크의 적어도 하나의 통신 채널에 대한 액세스를 위해 경합하도록 구성되는 채널 액세스 모듈을 포함함 - 를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 방법을 제공하고; 및

방법은, 액세스 포인트에서:

하나 이상의 노드에 의해 액세스되는 통신 채널들 중 임의의 것, 및 하나 이상의 노드에 의해 액세스되는 자원 유닛들을 통해 하나 이상의 노드로부터 데이터를 수신하는 단계 - 각각의 자원 유닛은 통신 채널상에서 액세스 포인트에 승인되는 전송 기회 내에서 액세스 포인트에 의해 하나 이상의 노드에 제공됨 -;

수신된 데이터의 이력으로부터 페널티 값을 결정하는 단계; 및

노드가 자신의 채널 액세스 모듈에 의한 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 줄이기 위해서, 적어도 하나의 노드에 결정된 페널티 값을 송신하여, 노드가 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송할 시에 송신된 페널티 값에 기초하여 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하도록 노드를 구동하는 단계를 포함한다.

노드들의 채널 경합 파라미터들을 조정하기 위해 노드들에 의해 사용하는 페널티 값에 작용함으로써, 액세스 포인트는 통신 네트워크를 보다 공정하게 사용하여 노드들을 그에 따라 효율적으로 구동할 수 있다. 추가하여, 페널티 값에 대한 적절한 값은, 종래의 채널 액세스 방식의 사용과 비교하여, RU 액세스 방식의 효율적인 사용을 촉진하는 것을 도울 수 있다.

이에 대응하여, 본 발명의 실시예는, 액세스 포인트 및 복수의 노드 - 적어도 하나의 노드는 액세스된 통신 채널을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하기 위해서, 채널 경합 파라미터를 사용하여 통신 네트워크의 적어도 하나의 통신 채널에 대한 액세스를 위해 경합하도록 구성되는 채널 액세스 모듈을 포함함 - 를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 디바이스 형성 액세스 포인트를 제공하고; 및

통신 디바이스 형성 액세스 포인트는:

하나 이상의 노드에 의해 액세스되는 통신 채널들 중 임의의 것, 및 하나 이상의 노드에 의해 액세스되는 자원 유닛들을 통해 하나 이상의 노드로부터 데이터를 수신하도록 구성되는 통신 모듈 - 각각의 자원 유닛은 통신 채널상에서 액세스 포인트에 승인되는 전송 기회 내에서 액세스 포인트에 의해 하나 이상의 노드에 제공됨 -;

수신된 데이터의 이력으로부터 페널티 값을 결정하도록 구성되는 페널티 결정 모듈을 포함하고;

여기서, 통신 모듈은, 노드가 자신의 채널 액세스 모듈에 의한 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 줄이기 위해서, 적어도 하나의 노드에 결정된 페널티 값을 송신하여, 노드가 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송할 시에 송신된 페널티 값에 기초하여 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하게 노드를 구동하도록 추가로 구성된다.

디바이스 형성 액세스 포인트는 위에서 설명한 방법과 동일한 장점을 제공한다.

본 발명의 실시예의 선택적 특징은 첨부된 청구 범위에서 정의된다. 이들 특징 중 일부는 방법을 참조하여 이하에서 여기 설명되는 한편, 이들은 본 발명의 실시예에 따른 임의의 디바이스에 전용되는 시스템 특징으로 바꾸어질 수 있다.

예를 들어, 채널 액세스 모듈은 상이한 우선 순위들에서 데이터 트래픽을 서빙하기 위한 하나 이상의 큐 백오프 엔진 및 연관된 트래픽 큐들 -각각의 큐 백오프 엔진은 각각의 큐 백오프 값을 포함하는 큐 경합 파라미터들을 사용함 -을 포함하여, 적어도 하나의 통신 채널에의 액세스를 위해 경합하여서 연관된 트래픽 큐에 저장되는 데이터를 액세스된 통신 채널을 통해 전송할 수 있다. 그것들은 종래의 EDCA 트래픽 큐들이 될 수 있고, 대응 엔진은 매체상에서 경합을 일으킬 수 있다. 이 경우, 채널 경합 파라미터들은 이들 큐 경합 파라미터들이다.

또한, 노드는, 액세스된 자원 유닛을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하기 위해서, 채널 액세스 모듈과는 별개의 것이고 또한 통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 다른 노드에 의해 제공되는 적어도 하나의 자원 유닛에의 액세스를 관리하도록 구성되는 RU 액세스 모듈을 포함할 수 있다.

실제로, RU 액세스 모듈은 스케줄링된 RU들 및 트리거 프레임들에서 제공되는 랜덤 RU들을 모두 다룰 수 있다. 스케줄링된 RU들은 임의의 수신된 트리거 프레임의 내용을 판독하는 것만으로 검출된다. 랜덤 RU들에 관한 한, RU 액세스 모듈은 RU 백오프 값을 포함하는 RU 경합 파라미터를 사용하는, 큐 백오프 엔진과는 (또는 보다 일반적으로는 채널 액세스 모듈과는) 별개의 RU 백오프 엔진을 포함하여, 통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 다른 노드에 의해 제공되는 적어도 하나의 랜덤 자원 유닛에의 액세스를 위해 경합하여 각각의 트래픽 큐에 저장된 데이터를 액세스된 랜덤 자원 유닛을 통해 전송할 수 있다. RU 백오프 값은 수신된 TF에서 선언된 랜덤 RU들의 수만큼, 각각의 새롭게 수신된 트리거 프레임에서 보통은 감분된다. 따라서 랜덤 RU들에 대한 경합이 효율적으로 달성된다.

실시예에서, 현재 값 및 페널티가 주어진 값은 0이 아닌 값들이다. 실제로, 페널티가 주어진 노드에 의한 매체에의 다음의 액세스들을 통계적으로 지연하기 위해서, 페널티가 주어진 값이 현재 값보다 커지게 된다.

다른 실시예들에서, 방법은, 노드에서, 통신 네트워크에서의 다른 노드(보통은 액세스 포인트)로부터 트리거 프레임을 수신하는 추가로 단계를 포함하고, 트리거 프레임은 통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회를 예약하고 또한 액세스된 자원 유닛을 포함하는 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의하며,

여기서, 수신된 트리거 프레임은 큐 경합 파라미터의 페널티가 주어진 값을 획득하기 위해 현재 값에 적용될 페널티 값을 포함한다.

이 구성은, 보통은 AP인 다른 노드가 통신 네트워크의 더 공정한 사용에 관해서 노드들을 효율적으로 구동하고 또한 (액세스 비용 공유로 인해) 보다 효율적인 RU 액세스 방식의 사용을 촉진하는 것을 가능하게 한다.

또 다른 실시예에서, 방법은, 노드에서, 액세스 포인트로부터 비콘 프레임을 주기적으로 수신하는 단계를 추가로 포함하고, 각각의 비콘 프레임은 통신 네트워크에 관한 네트워크 정보를 복수의 노드에 브로드캐스팅하고,

여기서, 수신된 비콘 프레임은 큐 경합 파라미터의 페널티가 주어진 값을 획득하기 위해 현재 값에 적용되는 (디폴트에 의한) 페널티 값을 포함한다.

이는, 보통 전체 네트워크에 대한 개관을 갖는 액세스 포인트가 노드들에 대한 효율적인 초기 페널티 값을 주기적으로 설정하는 것을 가능하게 한다.

특정 실시예에서, 방법은, 노드에서, 큐 경합 파라미터의 페널티가 주어진 값을 획득하기 위해 현재 값에 적용될 최종 페널티 값을 획득하기 위해서, 트리거 프레임에 포함된 페널티 값을 사용하여 비콘 프레임에 포함된 페널티 값을 수정하는 단계를 추가로 포함한다. 이는, 또 다른 노드, 바람직하게는 액세스 포인트에 의해 제공되는 표시들이 주어진다면, 적용될 페널티 값이 어떻게 시간 경과에 따라 진화할 수 있는지를 예시한다. 페널티 값이 각각의 새로운 비콘 프레임에서 쉽게 재설정될 수 있음에 유의할 수 있다. 물론, 재설정을 위한 다른 주기가 사용될 수 있다.

다른 특정 실시예에서, 수신된 비콘 프레임 또는 수신된 트리거 프레임은 각각의 데이터 타입들과 연관된 복수의 페널티 값을 포함하고, 방법은, 노드에서, 수정하려는 채널 경합 파라미터에 대응하는 트래픽 큐와 연관되는 데이터 타입에 기초하여 복수의 페널티 값으로부터 페널티 값을 선택하는 단계를 추가로 포함한다. 사실, 몇몇 특정 큐 경합 파라미터는 상이한 우선 순위들을 갖는 (예를 들어, EDCA에서의) 트래픽 큐들과 연관될 수 있다. 따라서, 이 실시예는 각각의 상이한 데이터 타입에 대한 페널티를 조정하는 것을 가능하게 한다.

다른 실시예들에서, 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하는 것은 액세스된 자원 유닛에서 전송되는 데이터의 양에 의존한다. 다양한 양의 데이터를 송신하는 다양한 노드가 상이한 크기들로 페널티를 받게 된다는 사실을 이해할 수 있다.

따라서, 이러한 구성은 노드가 OFDMA/RU 액세스 방식을 통해 감소된 양의 데이터만을 전송할 때 노드가 강력하게 페널티를 받게 되는 것을 유리하게는 회피한다.

또 다른 실시예에서, 수정된 채널 경합 파라미터는 큐 백오프 값을 포함하고, 큐 백오프 값은 0에 도달할 시에 통신 채널에 액세스하기 위해(보통은 대응하는 트래픽 큐에서 데이터 스토어(data store)를 송신하기 위해) 시간 경과에 따라 노드에 의해 감소된다. 이 구성을 사용하면 노드가 즉시 페널티를 받게 하는 것을 가능하게 한다.

예를 들어, 큐 백오프 값을 수정하는 것은 페널티 값을 큐 백오프 값에 가산하는 것을 포함한다. 이는 노드가 큐 백오프 값의 카운트 다운으로 인해 통신 채널에 액세스하기 전에 (페널티 값의 가산된 분량만큼) 더 오래 대기할 것임을 의미한다.

특정 특징에 따르면, 가산된 페널티 값은, 큐 백오프 값이 초기에 선택된 경합 윈도우의 크기의 함수이다. 이 규정은, 각각의 현재 확률이 주어지면 수정될 수 있는 각각의 트래픽 큐에 페널티로 인해 유사한 영향을 주는 것을 가능하게 한다. 사실, 경합 윈도우 크기가 클수록, 전반적으로 큐 백오프 값이 커진다. 따라서, 공정하기 위해서, 트래픽 큐들에 대한 영향은 경합 윈도우에 비례하도록 하는 것이 바람직하다.

보다 정확하게는, 가산된 페널티 값은, 경합 윈도우 크기(CW로 표시)와 경합 시간 윈도우 크기들의 크기가 선택되는 선택 범위의 하위 경계(CW_min) 사이의 비율의 함수일 수 있다. 이 규정은 유리하게는 채널 경합 파라미터들에 영향을 미치는 네트워크 부하의 추정을 고려한다. 사실, 상기 비율은 노드들에 의한 이전 액세스들(CW가 각각의 충돌에서 보통 두 배가 되기 때문에, CW_min으로부터 시작함) 동안의 다수의 연속적인 충돌들, 및 따라서 일종의 네트워크 부하를 실질적으로 반영한다.

일부 실시예들에서, 수정된 채널 경합 파라미터는, 큐 백오프 값이 초기에 선택되는 경합 윈도우의 크기를 포함하고, 큐 백오프 값은 0에 도달할 때 통신 채널에 액세스하기 위해 시간 경과에 따라 노드에 의해 감소된다. 이 구성은, 새롭게 선택된 큐 백오프 값만이 페널티 기반 수정의 영향을 받기 때문에 미래에 노드들이 페널티를 받게 한다.

특정 실시예에서, 수정된 채널 경합 파라미터는, 둘 모두가 경합 윈도우의 크기가 선택되는 선택 범위를 정의하는 하위 경계 CW_min 및/또는 상위 경계 CW_max를 포함한다. 이것은 또한 미래에 노드들이 페널티를 받게 하는데 기여한다.

다른 특정 실시예에서, 경합 윈도우 크기 또는 하위 경계 또는 상위 경계를 수정하는 것은 이것을 페널티 값으로 승산하는 것을 포함한다.

본 발명의 일부 실시예들에서, 데이터가 전송되는 액세스된 자원 유닛은 랜덤 자원 유닛이고, 이것에 대한 액세스는 별개의 RU 경합 파라미터들(채널 경합 파라미터들과는 별개임)을 사용하여 경합을 통해 이루어진다.

다른 실시예에서, 데이터가 전송되는 액세스된 자원 유닛은 스케줄링된 자원 유닛이고, 스케줄링된 자원은 액세스 포인트에 의해 노드에 할당된다.

물론, 일부 노드들은 스케줄링된 RU들에 액세스할 수 있는 한편, 다른 노드들은 동시에 랜덤 RU들에 액세스할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 페널티화는 상이한 타입들의 RU들에 액세스하는 것보다 다양한 노드상에서 동시에 발생할 수 있다.

일부 실시예에서, 다른 노드는 노드들이 등록하는 통신 네트워크의 액세스 포인트이다. 이 제공은 유리하게는 액세스 포인트의 중앙 위치를 이용한다. 사실, 액세스 포인트는 전체 네트워크에 대한 개관을 갖고 있으므로, 페널티화 프로세스에 대해 노드들을 효율적으로 구동할 수 있다.

일부 실시예에서, 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하는 것은 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 성공적으로 전송한 것에 응답한 것이다. 따라서, 노드는 RU들을 통한 성공적인 전송의 경우에만 추가의 종래의 EDCA 액세스에 대해 페널티가 주어진다.

따라서, 이 제공은 (전송이 성공했으므로) 고려된 노드에 대해 작용하는 매체 액세스 방식을 선호하는 경향이 있다. 결과적으로, 네트워크의 전반적인 효율성이 향상된다.

특정 실시예에서, 채널 액세스 모듈은 상이한 우선 순위들에서 데이터 트래픽을 서빙하기 위한 트래픽 큐들을 포함하고, 방법은, 전송될 데이터가 선택되는 트래픽 큐들 중 적어도 하나를 선택하는 단계를 추가로 포함한다. 자원 유닛들에 대한 OFDMA 액세스가 특정 트래픽 큐에 링크되지 않기 때문에 그러한 선택 단계가 필요하다.

특정 특징에 따르면, 하나의 트래픽 큐를 선택하는 것은 다음 중 하나를 포함한다:

최저의 연관된 큐 백오프 값을 갖는 트래픽 큐를 선택하는 것;

트래픽 큐들로부터 하나의 비어 있지 않은 트래픽 큐를 무작위로 선택하는 것;

최대 데이터 양을 저장하는 (즉, 가장 부하가 큰) 트래픽 큐를 선택하는 것;

최고의 연관된 트래픽 우선 순위를 갖는 비어 있지 않은 트래픽 큐를 선택하는 것;

선택될 데이터가 전송될 자원 유닛과 연관되는 데이터 타입과 매칭되는 데이터 타입과 연관된 비어 있지 않은 트래픽 큐를 선택하는 것.

또 다른 특정 특징에 따르면, 노드는 (예를 들어, 위에 언급한 RU 액세스 모듈을 통해) 통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 다른 노드에 의해 제공되는 적어도 하나의 랜덤 자원 유닛에 대한 액세스를 위해 경합하는 RU 백오프 값을 포함하고, 방법은, 트리거 프레임을 수신할 시에 노드에서, 수신된 트리거 프레임에서 정의된 랜덤 자원 유닛들의 수에 기초하여 RU 백오프 값을 감분시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

또한, 방법은, 노드에서, 통신 채널이 유휴로서 검출되는 각각의 기본 시간 유닛에서 큐 백오프 값들(채널 액세스 모듈에 만약 있다면)을 감분시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.

다른 실시예에서, 방법은, 노드에서, 데이터를 전송하는 단계 이후에 액세스 포인트에 전송될 더 이상의 데이터가 트래픽 큐에 남아 있지 않을 때 트래픽 큐에 대응하는 큐 백오프 값을 클리어하는 단계를 추가로 포함하고, 비어 있지 않은 트래픽 큐와 연관된 큐 백오프 값은 시간 경과에 따라 노드에 의해 감소되어 0에 도달할 시에 통신 채널에 액세스한다. 물론, 이 동작은 데이터를 전송하는 단계 후에 비게 되는 각각의 트래픽 큐에 대해 이루어질 수 있다.

노드들을 구동하기 위한 액세스 포인트에서의 동작들에 관하여, 실시예들은 페널티 값을 결정하는 것이, 액세스 포인트에 데이터를 전송하기 위해 노드들에 의해 액세스되는 자원 유닛들의 대역폭 사용량과 액세스 포인트에 데이터를 전송하기 위해 노드들에 의해 액세스되는 자원 유닛들 및 통신 채널들의 총 대역폭 사용량의 비율에 기초하여 현재 페널티 값을 갱신하는 것을 포함하는 것을 제공한다. 대역폭 사용량은 노드들에 의해 송신되고 그리고 따라서 액세스된 자원 유닛들 및 가능하게는 액세스된 통신 채널들을 통해 운반되는 데이터의 양으로 볼 수 있다. 다시 말하면, 액세스 포인트는 노드들에 의해 적용될 페널티 값을 조정하기 위해 수신된 데이터의 높은 비율이 자원 유닛들을 사용하여 운반되는지의 여부를 고려한다.

이는 AP가 종래의 EDCA 액세스 방식 및 OFDMA/RU 액세스 방식 중 어느 하나 또는 다른 하나를 선호하도록 노드들에 의해 적용될 페널티 값을 미세하게 튜닝하는 것을 가능하게 한다. 이는 상기 비율이 페널티의 효율성을 실질적으로 반영하기 때문이다. 따라서, 이에 기초하여, AP는 다른 기준(예를 들어, 셀 내의 노드의 밀도)이 주어질 때 페널티가 현재 충분한지 여부를 결정할 수 있고 그에 따라 송신될 페널티 값을 조정할 수 있다.

실시예에서, 현재 페널티 값은 비율의 평가치가 미리 정의된 목표 임계값보다 작을 때마다 증가된다. 이는 종래 채널(EDCA) 액세스 방식을 사용함에 있어서 노드들이 페널티를 받게 할 것이고, 그에 의해 자원 유닛들을 통한 MU 업링크 사용을 촉진한다.

특정 실시예에서, 현재 페널티 값은 비율의 평가치가 미리 정의된 목표 임계값보다 클 때마다 감소된다. 이는 그 가운데에서 충돌을 일으킬 위험을 줄이기 위하여 RU들을 통한 MU 업링크의 촉진을 역으로 감소시키는 것이다.

일부 실시예에서, 페널티 값을 적어도 하나의 노드에 송신하기로 결정하는 것은 충돌을 경험하는 액세스된 자원 유닛들의 개수와 데이터를 액세스 포인트에 전송하기 위해 노드들에 의해 액세스되는 자원 유닛들의 총 개수 사이의 비율에 의존한다. 다시금, 액세스 포인트는 따라서 충돌 위험이 너무 큰 상황에 이르기까지는 MU 업링크의 사용을 촉진할 수 있다.

또 다른 실시예에서, 페널티 값은 통신 채널상에서 액세스 포인트에의 전송 기회를 예약하고 또한 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의하는 트리거 프레임에서 전송되거나, 또는 통신 네트워크에 관한 네트워크 정보를 복수의 노드에 브로드캐스팅하는 비콘 프레임에서 전송된다.

또 다른 실시예에서, 액세스 포인트는 동일한 데이터 타입을 갖는 수신된 데이터의 이력으로부터 각각의 타입의 데이터에 대한 페널티 값을 결정하고; 및

적어도 하나의 노드에 각각의 데이터 타입과 연관되는 복수의 페널티 값을 송신하는, 통신 방법.

본 발명의 또 다른 양태는 복수의 노드를 갖는 통신 시스템에 관한 것으로, 복수의 노드 중 적어도 하나는 앞에서 정의된 바와 같은 통신 디바이스 형성 노드이다.

특히, 통신 시스템은 앞에서 정의된 바와 같은 통신 디바이스 형성 액세스 포인트를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는, 통신 네트워크의 통신 디바이스 내의 마이크로프로세서 또는 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 때 통신 디바이스로 하여금 앞에서 정의된 바와 같은 임의의 방법을 수행하도록 야기하는 프로그램을 저장한 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다.

비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 방법 및 디바이스와 관련하여 상기 및 하기에 제시된 것들과 유사한 특징 및 이점을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 첨부 도면의 도 10, 도 11a, 또는 도 10 및 도 11a를 참조하여 그리고 이것들에 도시된 바와 같이 본 명세서에서 실질적으로 설명된 바와 같은 복수의 노드를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 방법의 적어도 일부는 컴퓨터로 구현될 수 있다. 그에 따라서, 본 발명은 전적으로 하드웨어 실시예, 전적으로 소프트웨어 실시예(펌웨어, 상주 소프트웨어, 마이크로코드 등을 포함함), 또는 "회로", "모듈" 또는 "시스템"으로 본 명세서에서 일반적으로 지칭될 수 있는 하드웨어 및 소프트웨어 양태들을 조합하는 실시예의 형태를 취할 수 있다. 더욱이, 본 발명은 매체에 구체화된 컴퓨터 사용 가능 프로그램 코드를 갖는 임의의 유형의 표현 매체에 구체화된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.

본 발명은 소프트웨어로 구현될 수 있으므로, 본 발명은 임의의 적합한 캐리어 매체상의 프로그램 가능 장치에 제공하기 위한 컴퓨터 판독 가능 코드로서 구체화될 수 있다. 유형의 캐리어 매체는 하드 디스크 드라이브, 자기 테이프 디바이스 또는 고체 상태 메모리 디바이스 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있다. 일시적 캐리어 매체는 전기 신호, 전자 신호, 광 신호, 음향 신호, 자기 신호 또는 전자기 신호, 예를 들어 마이크로웨이브 또는 RF 신호를 포함할 수 있다.

본 발명의 추가 이점은 도면 및 상세한 설명을 검토할 때 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백해질 것이다. 이제, 본 발명의 실시예를 단지 예를 드는 식으로 다음의 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 전형적인 무선 통신 시스템을 예시한다.
도 2a 및 도 2b는 액세스 카테고리들을 포함하는 IEEE 802.11e EDCA를 예시한다.
도 3은 본 기술분야에 공지된 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz 또는 160 MHz의 채널 대역폭을 지원하는 802.11ac 채널 할당을 예시한다.
도 4는 802.11ax 업링크 OFDMA 전송 방식의 일례를 예시하고, 여기서 AP는 본 기술분야에 공지된 바와 같이 80MHz 채널상에서 OFDMA 서브 채널들(자원 유닛들)의 전송 기회를 예약하기 위한 트리거 프레임을 발행한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 통신 디바이스 또는 스테이션의 개략 표현을 도시한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 디바이스의 개략 표현을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 노드의 예시적인 전송 블록을 예시한다.
도 8은 본 발명의 실시예들에서, 전송할 새로운 데이터를 수신할 때, 노드의 MAC 계층에 의해 수행되는 주요 단계들을 흐름도를 사용하여 예시한다.
도 9는 본 발명의 실시예들에서, 종래의 EDCA 매체 액세스 방식에 기초하여 매체에 액세스하는 단계들을 흐름도를 사용하여 예시한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 RU들을 정의하는 트리거 프레임을 수신할 시에 RU 또는 OFDMA 액세스 방식에 기초하여 자원 유닛들에 액세스하는 단계들을 흐름도를 사용하여 예시한다.
도 11a는 액세스 포인트가 본 발명의 실시예에 따라 하나 이상의 페널티 값을 계산하고 송신하기 위한 일반적인 단계들을 흐름도를 사용하여 예시한다.
도 11b는 802.11ax 표준에 정의된 트리거 프레임의 구조를 예시한다.

본 발명이 이제 특정한 비제한적인 예시적인 실시예에 의해 및 도면을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 몇 개의 통신 노드(또는 스테이션들)(101-107)가, 중앙 스테이션 또는 노드들이 등록된 액세스 포인트(AP)(110)의 관리 하에서 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN: wireless local area network)의 무선 전송 채널(100)을 통해 데이터 프레임들을 교환하는 통신 시스템을 예시한다. 무선 전송 채널(100)은 단일 채널 또는 복합 채널을 형성하는 복수의 채널로 구성되는 동작 주파수 대역에 의해 정의된다.

데이터 프레임들을 송신하기 위한 공유 무선 매체에의 액세스는 캐리어를 감지하고 또한 동시 전송들을 공간 및 시간에 있어서 분리하는 것에 의해 충돌을 회피하기 위한 CSMA/CA 기술에 기반한다.

CSMA/CA에서의 캐리어 감지는 물리적 메커니즘과 가상 메커니즘 둘 모두에 의해 수행된다. 가상 캐리어 감지는 데이터 프레임들의 전송 전에 매체를 예약하기 위해 제어 프레임들을 전송함으로써 달성된다.

다음으로, AP를 포함하는 소스 또는 전송 노드는, 데이터 프레임들을 전송하기 전에, 적어도 하나의 DIFS(DCF InterFrame Spacing을 표현함) 시간 기간 동안 유휴 상태인 매체를 감지하는 것을 물리적 메커니즘을 통해 먼저 시도한다.

그러나, DIFS 기간 동안 공유 무선 매체가 사용 중임을 감지한다면, 소스 노드는 무선 매체가 유휴 상태가 될 때까지 계속 대기한다.

매체에 액세스하기 위해, 노드는 경합 윈도우 [0, CW]에서 무작위로 선택된 다수의 타임 슬롯 이후에 만료되도록 설계된 카운트다운 백오프 카운터를 개시하는데, CW(정수)는 경합 윈도우라고도 지칭되며 백오프 선택 구간의 상위 경계(또는 경합 윈도우 크기)를 정의한다. 이러한 백오프 메커니즘 또는 절차는 채널 액세스 방식이라고도 지칭하는데, 랜덤 구간 동안 전송 시간을 지연시키고 따라서 공유 채널상에서의 충돌 확률을 감소시키는 충돌 회피 메커니즘의 기초이다. 백오프 시간 기간(즉, 백오프 카운터가 0에 도달한) 후에, 매체가 유휴 상태라면 소스 노드는 데이터 또는 제어 프레임들을 송신할 수 있다.

무선 데이터 통신의 한 가지 문제점은 소스 노드가 송신하는 동안 청취하는 것이 가능하지 않고, 따라서 소스 노드가 채널 페이딩 또는 간섭 또는 충돌 현상으로 인한 데이터 손상을 감지하는 것을 막는다는 것이다. 소스 노드는 송신되는 데이터 프레임들의 손상을 인식하지 못한 채로 남아 있고, 불필요하게 프레임들을 계속 전송하므로 액세스 시간을 낭비한다.

따라서, CSMA/CA의 충돌 회피 메커니즘은, 프레임이 성공적으로 수신되었다면 수신 노드에 의해 송신된 데이터 프레임들의 긍정 확인응답(ACK)을 제공하여, 송신된 데이터 프레임들의 어떤 손상도 발생하지 않았음을 소스 노드에 통지한다.

ACK는 데이터 프레임의 수신의 종료 시에, SIFS(Short InterFrame Space)라고 불리는 시간 기간 후에 즉시 전송된다.

소스 노드가 지정된 ACK 타임아웃 내에서 ACK를 수신하지 못했거나 채널상에서 상이한 프레임의 전송을 감지하면, 이것은 데이터 프레임 손실을 추론할 수 있다. 이 경우, 이것은 일반적으로 위에 언급한 백오프 절차에 따라 프레임 전송을 재스케줄링한다.

CSMA/CA의 충돌 회피 효율을 향상시키기 위해, 4방향 핸드셰이킹 메커니즘을 선택적으로 구현한다. 하나의 구현은 802.11 표준에 정의된 RTS/CTS 교환으로서 알려져 있다.

RTS/CTS 교환은 802.11 표준에서 TXOP라고 불리는 전송 기회 동안 데이터 프레임들을 전송하기 전에 무선 매체를 예약하기 위해 제어 프레임들을 교환하는 것으로 구성되고, 따라서 임의의 추가 충돌로부터 데이터 전송들을 보호한다. 4방향 CTS/RTS 핸드셰이킹 메커니즘은 잘 알려져 있으므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다. 추가의 상세 사항들에 대해서는 표준을 참조한다.

RTS/CTS 4방향 핸드셰이킹 메커니즘은 시스템 성능 면에서, 특히 큰 프레임들에 관하여 매우 효율적인데, 그 이유는 이것이 경합 처리에 수반되는 메시지들의 길이를 줄이기 때문이다.

상세하게는, 각각의 통신 노드에 의한 완벽한 채널 감지를 가정하면, 충돌은 DIFS(DCF inter-frame space) 이후에 동일한 타임 슬롯 내에서 2개의 (또는 더 많은) 프레임이 전송되는 때에만 또는 이들 자신의 백오프 카운터가 거의 동시에 0에 도달할 때에만 발생할 수 있다. 양쪽 소스 노드 모두가 RTS/CTS 메커니즘을 사용한다면, 이 충돌은 RTS 프레임들에 대해서만 발생할 수 있다. 다행히도, 이러한 충돌은, 어떤 CTS 응답도 수신되지 않았다고 신속하게 판정되기 때문에 소스 노드들에 의해 조기에 감지된다.

도 2a 및 도 2b는 서비스 품질(QoS)을 향상시키기 위해 액세스 카테고리들을 수반하는 IEEE 802.11e EDCA를 예시한다. 원래의 DCF 표준에서, 통신 노드는 오직 하나의 전송 큐/버퍼를 포함한다. 그러나, 선행 프레임의 전송/재전송이 종료될 때까지는 후속 데이터 프레임이 전송될 수 없기 때문에, 선행 프레임을 전송/재전송하는 것에서의 지연은 통신이 QoS를 갖도록 하는 것을 막을 수 있다.

IEEE 802.11e는 QoS(quality of service) 개선을 제공하는 데 있어서 이러한 결함을 극복하여 무선 매체를 보다 효율적으로 사용한다.

이 표준은 향상된 분산 채널 액세스(EDCA)와 HCCA(HCF controlled channel access)의 두 가지 작동 모드를 갖는 HCF(hybrid coordination function)라고 불리는 조정 기능에 의존한다.

EDCA는 원래의 액세스 DCF 방법의 기능을 향상시키거나 확장한다: EDCA는, 특정 트래픽 타입이 우선하도록 클래스별로 네트워크 트래픽을 지정하고 제어하기 위한 프로토콜인 DiffServ(Differentiated Services)와 유사한 우선 순위화된 트래픽을 지원하도록 설계되었다.

EDCA는 이것이 분산되고 쉽게 배치되는 메커니즘을 특징으로 하기 때문에 WLAN에서 지배적인 채널 액세스 방식 또는 메커니즘이다. 이 방식은, 노드가 액세스된 통신 채널을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하도록 하기 위해서 채널 경합 파라미터들을 사용하여 통신 네트워크의 적어도 하나의 통신 채널에의 액세스를 위해 경합한다.

프레임 재전송에서의 지연으로 인해 만족스러운 QoS를 갖는데 실패한 상기 결점은 복수의 전송 큐/버퍼로 해결되었다.

EDCA에서의 QoS 지원은 4가지 AC(Access Category)와 그에 따른 4개의 대응하는 전송/트래픽 큐들 또는 버퍼들(310)의 도입으로 달성된다. 물론, 또 다른 수의 트래픽 큐들이 고려될 수 있다.

각각의 AC는 네트워크상에서 전송될 대응 데이터 프레임들을 저장하는 그 자신의 트래픽 큐/버퍼를 가지고 있다. 프로토콜 스택의 상위 계층에서 들어오는 데이터 프레임들, 즉 MSDU들은 4개의 AC 큐/버퍼 중 하나상으로 매핑되고 따라서 매핑된 AC 버퍼에 입력된다.

각각의 AC는 그 자신의 채널 경합 파라미터들 또는 "큐 백오프 파라미터들"의 세트를 가지며, 우선순위 값과 연관되고, 따라서 MSDU들의 우선 순위가 더 높은 또는 더 낮은 트래픽을 정의한다. 따라서, 상이한 우선 순위들에서 데이터 트래픽을 서빙하기 위한 복수의 트래픽 큐가 존재한다.

이는 각각의 AC(및 대응하는 버퍼)가 그것의 각각의 큐 백오프 엔진(311)을 포함하는 독립적인 DCF 경합 엔티티로서 작용함을 의미한다. 따라서, 각각의 큐 백오프 엔진(311)은, 액세스된 통신 채널을 통해 각각의 트래픽 큐에 저장된 데이터를 전송하기 위해서 적어도 하나의 통신 채널에 대한 액세스를 경합하는데 사용될, 각각의 계산된 큐 백오프 값을 포함하는 큐 경합 파라미터들을 사용하기 위해 각각의 트래픽 큐와 연관된다.

이는 동일한 통신 노드 내의 AC들이 서로 경쟁하여 무선 매체에 액세스하고 또한 예를 들어 전술한 바와 같은 종래의 EDCA 또는 채널 경합 방식을 사용하여 전송 기회를 획득하는 결과를 낳는다.

상이한 경합 윈도우 파라미터들(CW_min, CW_max), 상이한 중재 프레임간 공간들(AIFS), 및 상이한 전송 기회 지속 기간 한계들(TXOP_Limit)과 같은, AC들 간의 상이한 큐 백오프 파라미터들을 설정하는 것에 의해 AC들 사이의 서비스 차별화가 달성된다.

EDCA를 사용하면, 우선 순위가 높은 트래픽이 우선 순위가 낮은 트래픽보다 송신될 더 높은 기회를 갖는다: 우선 순위가 높은 트래픽을 가진 노드는 우선 순위가 낮은 트래픽을 가진 노드보다 평균적으로 자신의 패킷을 송신하기 전에 약간 덜 대기한다(낮은 CW).

4개의 AC 버퍼(210)가 도 2a에 도시되어 있다.

버퍼들 AC3 및 AC2는 보통은 실시간 애플리케이션(예를 들어, 음성 또는 비디오 전송)을 위해 예약된다. 그들은 각각의 최고 우선 순위와 마지막에서 두번째 높은 우선 순위를 가지고 있다.

버퍼들 AC1과 AC0은 베스트 에포트(best effort) 및 백그라운드 트래픽을 위해 예약되어 있다. 그들은 각각의 마지막에서 두번째 낮은 우선 순위와 최하 우선 순위를 갖는다.

어떤 우선 순위를 가지고 상위 계층(예를 들어, 링크 계층)으로부터 MAC 계층에 도착하는 각각의 데이터 유닛(MSDU)은 매핑 규칙에 따라 AC로 매핑된다. 도 2b는 트래픽 클래스(사용자 우선 순위들 또는 UP, IEEE 802.1d에 따른 0-7)의 8개의 우선순위와 네 가지 AC 간의 매핑 예를 보여준다. 이후 데이터 프레임은 매핑된 AC에 대응하는 버퍼에 저장된다.

트래픽 큐(또는 AC)에 대한 백오프 절차가 종료될 때, 전송 노드의 MAC 제어기(이하의 도 6의 참조 번호 604)는 무선 통신 네트워크상으로의 전송을 위해 이 트래픽 큐로부터 물리 계층으로 데이터 프레임을 전송한다.

AC들이 무선 매체에 액세스하는 데 있어서 동시적으로 동작하기 때문에, 동일한 통신 노드의 두 가지 AC가 자신들의 백오프가 동시에 종료되게 하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 상황에서, MAC 제어기의 가상 충돌 핸들러(212)는 충돌하는 AC들 사이에서 (도 2b에 도시된 바와 같이) 가장 높은 우선 순위를 갖는 AC의 선택을 작동시키고, 더 낮은 우선 순위들을 갖는 AC들로부터의 데이터 프레임들의 전송을 포기한다.

그 다음, 가상 충돌 핸들러는 증가된 CW 값을 사용하여 백오프 동작을 다시 시작하기 위해 낮은 우선 순위들을 갖는 그들 AC들에게 명령한다.

AC들의 사용으로부터 귀결되는 QoS는 MAC 데이터 프레임들에서, 예를 들어 IEEE 802.11e MAC 프레임의 헤더에 포함되는 QoS 제어 필드에서 시그널링될 수 있다.

대역폭 집약적인 애플리케이션을 지원하는 더 빠른 무선 네트워크에 대한 항상 증가하는 수요를 만족시키기 위해서, 802.11ac는 다중 채널 동작을 통한 더 큰 대역폭 전송을 목표로 삼고 있다. 도 3은 20MHz, 40MHz, 80MHz, 또는 160MHz의 복합 채널 대역폭을 지원하는 802.11ac 채널 할당을 예시한다.

IEEE 802.11ac는 데이터를 전송하기 위해 무선 네트워크상의 임의의 802.11ac 노드에 의한 예약에 이용 가능한 단독의 미리 정의된 복합 채널 구성들을 형성하기 위해 제한된 수의 미리 정의된 20MHz 채널들의 서브세트들의 지원을 도입한다.

미리 정의된 서브세트들은 도면에 도시되어 있으며, 802.11n에서 지원되는 단지 20MHz 및 40MHz와 비교하여, 20MHz, 40MHz, 80MHz, 및 160MHz 채널 대역폭들에 대응한다. 사실, 20MHz 성분 채널들(300-1 내지 300-8)은 더 넓은 통신 복합 채널을 형성하도록 연결된다.

802.11ac 표준에서, 각각의 미리 정의된 40MHz, 80MHz 또는 160MHz 서브세트의 채널들은 동작 주파수 대역 내에서 연속적인데, 즉, 동작 주파수 대역에서 정렬된 대로의 복합 채널에서 어떠한 구멍(누락된 채널)도 허용되지 않는다.

160MHz 채널 대역폭은 주파수 인접할 수도 있고 아닐 수도 있는 두 개의 80MHz 채널로 구성된다. 80MHz 및 40MHz 채널들은 각각의 두 개의 주파수 인접한 또는 연속적 40MHz 및 20MHz 채널들로 각각 구성된다. 그러나, 본 발명은 채널 대역폭의 어떤 하나의 구성, 즉 연속 채널들만을 포함하거나 또는 동작 대역 내의 비연속 채널들로 형성되는 실시예를 가질 수 있다.

노드는 "1차 채널"(300-3)상에서 EDCA(enhanced distributed channel access) 메커니즘을 통해 TXOP를 승인받는다. 사실, 대역폭을 갖는 각각의 복합 채널에 대해, 802.11ac는 어느 한 채널을 "1차"로 지정하는데, 이것이 복합 채널에 대한 액세스를 위해 경합하는데 사용된다는 것을 의미한다. 1차 20MHz 채널은 동일한 기본 세트에 속하는 모든 노드(STA들)에 공통적인데, 즉 동일한 로컬 액세스 포인트(AP)에 의해 관리되거나 또는 이것에 등록된다.

그러나, 어떤 다른 레거시 노드(즉, 동일한 세트에 속하지 않음)도 2차 채널들을 사용하지 않도록 확실하게 하기 위해, 복합 채널을 예약하는 제어 프레임들(예를 들어, RTS 프레임/CTS 프레임)은 그러한 복합 채널의 각각의 20MHz 채널에 걸쳐서 복제되는 것이 제공된다.

초기에 다룬 바와 같이, IEEE 802.11ac 표준은 최대 4개 또는 심지어 8개의 20MHz 채널이 결속되도록 할 수 있다. 제한된 수의 채널(유럽에서 5GHz 대역에서 19개) 때문에 채널 포화가 문제가 된다. 사실, 인구 밀집 지역에서는, 5GHz 대역이 무선 LAN 셀당 20 또는 40MHz 대역폭 사용으로도 포화되는 경향이 확실히 있다.

802.11ax 표준의 개발은 밀집 환경에서 무선 채널의 효율성과 활용을 향상시키기 위해 노력한다.

이러한 관점에서, 다중 사용자(MU) 전송 특징들을 고려하여, 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 방향들 모두에서 상이한 사용자들에의/그들로부터의 다중의 동시 전송들을 허용할 수 있다. 업링크에서, 다중 사용자 전송은 다중 노드가 동시에 전송하도록 허용하는 것에 의해 충돌 확률을 완화시키는데 사용될 수 있다.

이러한 다중 사용자 전송을 실제로 수행하기 위해, 승인된 20MHz 채널(300-1 내지 300-4)을, 예를 들어 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 기술에 기초하여 다중 사용자에 의해 주파수 도메인에서 공유되는, 서브 캐리어들 또는 자원 유닛들(RU들)이라고도 지칭되는 서브 채널들(410)(기본 서브 채널들)로 분할(split)하는 것이 제안되었다.

이는 도 4를 참조하여 설명된다.

OFDMA의 다중 사용자 특징은 AP로 하여금 경쟁을 증가시키기 위해서 상이한 노드들에 상이한 RU들을 할당하도록 허용한다. 이는 802.11 네트워크들 내부에서 경합 및 충돌을 줄이는 데 도움이 될 수 있다.

AP가 (PLCP 헤더 내의 특정 표시에 의해 지원되는) 다중 노드에 다중 데이터를 직접 송신할 수 있는 MU 다운링크 OFDMA와는 대조적으로, AP가 다양한 노드로부터의 MU 업링크 통신들을 트리거하는 트리거 메커니즘이 채택되었다.

(선취된 TxOP 동안) MU 업링크 전송을 지원하기 위해, 802.11ax AP는 양쪽 레거시 노드(비-802.11ax 노드들)가 자신들의 NAV를 설정하고 또한 802.11ax 노드들이 자원 유닛 할당을 결정하기 위한 시그널링 정보를 제공해야만 한다.

다음 설명에서, 레거시라는 용어는 OFDMA 통신을 지원하지 않는 이전 기술의 802.11 노드들을 의미하는 비-802.11ax 노드들을 지칭한다.

도 4의 예에 도시된 바와 같이, AP는 목표로 하는 802.11ax 노드들에 트리거 프레임(TF)(430)을 송신한다. 목표로 하는 복합 채널의 대역폭 또는 폭은 TF 프레임에서 시그널링되는데, 20, 40, 80 또는 160 MHz 값이 시그널링되는 것을 의미한다. TF 프레임은 1차 20MHz 채널을 통해 송신되고 또한 목표로 하는 복합 채널을 형성하는 각각의 다른 20MHz 채널상에 복제(복제)된다. 제어 프레임들의 복제에 대해 위에서 설명했듯이, 자신의 1차 채널상에서 TF를 수신하는 모든 인근의 레거시 노드(비-HT 또는 802.11ac 노드들)마다 이후 자신의 NAV를 TF 프레임에서 지정된 값으로 설정할 것이 예상된다. 이는 이들 레거시 노드가 TXOP 동안 목표로 하는 복합 채널의 채널들에 액세스하는 것을 방지한다.

AP의 결정에 기초하여, 트리거 프레임(TF)은 네트워크의 노드들에 의해 무작위로 액세스될 수 있는 복수의 자원 유닛(RU들)(410), 또는 "랜덤 RU들"을 정의할 수 있다. 환언하면, TF에서 AP에 의해 지정되거나 할당된 랜덤 RU들은 데이터를 송신하기 위해 통신 매체에 액세스하려고 의욕하는 노드들 사이의 경합을 위한 기초로서 역할할 수 있다. 두 개 이상의 노드가 동일한 RU를 통해 동시에 전송하려고 시도할 때 충돌이 발생한다.

이 경우, 트리거 프레임은 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(TF-R)으로 지칭된다. 다중 노드로 하여금 그들의 UL 전송을 위한 RU를 획득하기 위해 UL MU(UpLink Multi-User) 랜덤 액세스를 수행하도록 허용하기 위해 TF-R이 AP에 의해 방출될 수 있다.

트리거 프레임(TF)은 랜덤 RU들에 추가하여 또는 이를 대체하여 스케줄링된 자원 유닛들을 또한 지정할 수 있다. 스케줄링된 RU들은 특정 노드들에 대해 AP에 의해 예약될 수 있고, 이 경우에 이러한 RU들에 액세스하기 위한 어떤 경합도 이들 노드에 대해 필요하지 않다. 이러한 RU들 및 이들의 스케줄링된 노드들은 트리거 프레임에 표시된다. 예를 들어, 등록 시에 각각의 노드에 할당된 AID(Association ID)와 같은 노드 식별자가, 각각의 스케줄링된 RU를 사용하도록 허용된 노드를 명시적으로 표시하기 위해 각각의 스케줄링된 RU와 연관지어져 추가된다.

0과 동일한 AID는 랜덤 RU들을 식별하기 위해 사용될 수 있다.

도 4의 예에서, 각각의 20MHz 채널(400-1, 400-2, 400-3 또는 400-4)은 주파수 도메인에서 전형적으로 크기 5MHz의 4개의 서브 채널 또는 RU들(410)이 되도록 하위 분할된다.

물론, 20MHz 채널을 분할하는 RU의 수는 4개와 다를 수 있다. 예를 들어, 2 내지 9개 사이의 RU들이 제공될 수 있다(따라서 각각이 10MHz와 약 2MHz 사이의 크기를 가짐).

일단 노드들이 RU들을 사용하여 AP에 데이터를 전송하였다면, AP는 각각의 RU상의 데이터를 확인응답하기 위해 확인응답으로 응답한다(도면에 도시되지 않음).

문서 IEEE 802.11-15/1105는 TF에 표시되는 랜덤 RU들에 액세스하기 위해 노드들에 의해 사용될 수 있는 예시적인 랜덤 할당 절차를 제공한다. RU 경합 방식으로 지칭되는 이 랜덤 할당 절차는, 액세스된 자원 유닛을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송하기 위해서, 통신 채널상에서 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 위에 언급한 채널 액세스 모듈과는 별개의 것이고 또한 또 다른 노드(보통은 AP)에 의해 제공되는 적어도 하나의 자원 유닛에 대한 액세스를 관리하도록 구성되는 전용 RU 액세스 모듈에 의해 관리된다. 바람직하게는, RU 액세스 모듈은 큐 백오프 엔진들과 별개인 RU 백오프 엔진을 포함하고, 이 엔진은 계산된 RU 백오프 값을 포함하는 RU 경합 파라미터들을 사용하여 랜덤 RU들에 대한 액세스를 위해 경합한다.

다시 말하면, RU 경합 방식은 데이터를 송신하기 위해 랜덤 RU에 액세스할 때 전용 경합을 허용하기 위해 802.11ax 노드들 내부에서, OFDMA 또는 RU 백오프 카운터/값(또는 OBO)으로 이하에서 지칭되는 새로운 백오프 카운터를 기반으로 한다.

각각의 노드 STA1 내지 STAn은 수신 AP에 관련한 전송 노드이고, 결과적으로 각각의 노드는, 각각의 트래픽 큐(AC)에 저장되는 데이터를 전송하기 위해서, 통신 채널 상에서 승인된 전송 기회를 분할하는 적어도 하나의 랜덤 자원 유닛에 대한 액세스를 위해 경합하는데 사용될 RU 백오프 값(OBO)을 계산하기 위해, 큐 백오프 엔진들과는 별개인 활성 RU 백오프 엔진을 가진다.

랜덤 할당 절차는, 활성 RU 백오프 값(OBO)을 갖는 복수의 노드 중 한 노드에 대해, 경합을 위해 이용 가능한 통신 매체의 랜덤 서브 채널들 또는 RU들을 트리거 프레임으로부터 결정하는 제1 단계, 고려된 노드에 대해 국지적인 활성 RU 백오프 값(OBO)의 값이 이용 가능한 것으로 검출된 랜덤 RU들의 개수보다 크지 않은지를 검증하는 제2 단계, 및 이후 검증이 성공한 경우 데이터를 송신하기 위해 이용 가능한 것으로 검출된 랜덤 RU들 중에서 한 랜덤 RU를 무작위로 선택하는 제3 단계를 포함한다. 제2 단계가 검증되지 않은 경우, (제3 단계 대신에) 제4 단계가 수행되어 RU 백오프 값(OBO)을 이용 가능한 것으로 검출된 RU들의 개수만큼 감분시킨다.

도면에 도시된 바와 같이, 일부 자원 유닛들은 사용될 수 없는데(410u), 그 이유는 이용 가능한 랜덤 RU들의 개수보다 적은 RU 백오프 값(OBO)을 갖는 어떤 노드도 이들 랜덤 RU들 중 하나를 무작위로 선택하지 않은 반면, 일부 다른 것은 이들 노드 중 2개가 동일한 RU를 무작위로 선택했으므로 충돌하기(예로서 410c) 때문이다.

MU 업링크 매체 액세스 방식은 종래의 EDCA 액세스 방식에 비해 매우 효율적인 것이 입증된다. 그 이유는 동시적인 매체 액세스 시도들에 의해 발생되는 충돌의 수 및 매체 액세스로 인한 오버헤드 둘 모두가 감소되기 때문이다.

그러나, EDCA 액세스 방식 및 MU 업링크 OFDMA/RU 액세스 방식은 공존해야만 하는데, 특히 레거시 802.11 노드가 매체에 액세스하는 것을 허용하고 또한 심지어 802.11ax 노드들이 AP 이외의 노드들과의 통신을 개시하도록 허용하기 위해 그러하다.

EDCA 액세스 방식만을 취하면 모든 노드에 걸쳐서 매체에 대한 공정한 액세스를 제공하지만, MU 업링크 OFDMA/RU 액세스 방식과의 연관됨은 공정성에서의 이탈을 도입한다. 이는 레거시 노드들과 비교하여 802.11ax 노드들이 또 다른 노드에, 특히 AP에 승인되는 전송 기회에서 제공되는 자원 유닛들을 통해 데이터를 송신할 추가 기회를 갖기 때문이다.

이 이탈은 가능한 한 최소로 되어야만 한다.

본 발명의 광범위한 목적은 통신 네트워크에서 개선되고 더 공정한 통신 방법 및 디바이스를 제공하는 것이다.

이 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 노드가 자원 유닛을 통해 데이터를 송신하는 추가 기회를 활용할 시에 페널티 값들을 사용하여 채널(또는 EDCA) 경합 파라미터들, 특히 EDCA 백오프 카운터들을 갱신하는 것을 제안한다. 채널 경합 파라미터들에 적용되는 페널티 값은 따라서 노드가 종래의(EDCA) 경합을 통해 통신 채널에 새롭게 액세스할 확률을 감소시킬 수 있다.

페널티 값은 바람직하게는 시스템의 개관을 가진 AP에 의해 제공되고, 주어진 노드에 국지적인 정보(예를 들어, 전송된 데이터의 양, 또는 현재 경합 윈도우)에 기초하여 조정될 수 있다.

예를 들어, 페널티 값은 노드에 의한 성공적인 OFDMA 전송 시에 EDCA 백오프 카운터들의 현재 값에 가산된다. 따라서, 노드가 자원 유닛에 성공적으로 액세스하여 데이터를 전송할 때마다, 통신 채널에 새롭게 액세스하는 확률이 조정되는데, 보통은 감소된다.

따라서, 본 발명은, 통신 채널을 통해 다른 노드에 승인된 전송 기회 내에서 또 다른 노드(예를 들어, AP)에 의해 (노드에) 제공되는 액세스된 자원 유닛을 통해 노드가 국지적으로 저장된 데이터를 전송할 때 적용된다. 본 발명에 따르면, 노드는, 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송한 것에 응답하여, 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하여, 노드가 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 감소시킨다.

본 발명의 실시예의 또 다른 양태는, 각각의 노드가 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송할 시에 송신된 페널티 값에 기초하여 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 이들의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정함에 있어서 노드들을 효율적으로 구동하기 위해 AP 측에 적용된다. 이는 다시금, 이들 노드가 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 감소시키는데, 그 이유는 이들이 AP에 승인된 전송 기회를 분할하는 자원 유닛들에 의해 제공되는 데이터를 송신할 추가 기회를 사용했기 때문이다.

사용시, AP는 하나 이상의 노드에 의해 액세스된 통신 채널들 중 임의의 하나, 및 하나 이상의 노드에 의해 액세스된 자원 유닛들을 통해 하나 이상의 노드로부터 데이터를 수신하는데, 각각의 자원 유닛은 통신 채널상에서 액세스 포인트에 승인되는 전송 기회 내에서 액세스 포인트에 의해 제공된다.

따라서, AP는 수신된 데이터의 이력에 대한 통계를 구축하고, 수신된 데이터의 이력으로부터 페널티 값을 결정할 수 있다.

위에서 언급한 것처럼 노드들을 구동하기 위해, AP는 결정된 페널티 값을 노드들에 송신한다.

도 5는 본 발명의 적어도 하나의 실시예를 구현하도록 구성되는, 무선 네트워크(100)의 통신 디바이스(500)를 개략적으로 예시한다. 통신 디바이스(500)는 바람직하게는 마이크로컴퓨터, 워크스테이션, 또는 가벼운 포터블 디바이스와 같은 디바이스일 수 있다. 통신 디바이스(500)는 통신 버스(513)를 포함하는데, 통신 버스에는 다음과 같은 것들이 접속된다:

● CPU로 표시되는, 마이크로프로세서와 같은 중앙 처리 유닛(511);

● 본 발명을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한, ROM으로 표시되는 판독 전용 메모리(507);

● 본 발명의 실시예에 따른 방법의 실행 가능 코드를 저장하기 위한, RAM으로 표시된 랜덤 액세스 메모리(512)뿐만 아니라 본 발명의 실시예에 따른 방법을 구현하는데 필요한 변수들 및 파라미터들을 기록하도록 구성된 레지스터들; 및

● 예를 들어 802.11ax 프로토콜에 따른 무선 통신 네트워크와 같은, 디지털 데이터 패킷들 또는 프레임들 또는 제어 프레임들이 전송되는 무선 통신 네트워크(100)에 접속되는 적어도 하나의 통신 인터페이스(502). 프레임들은, CPU(511)에서 실행되는 소프트웨어 애플리케이션의 제어 하에, 전송을 위해 RAM(512)에서의 FIFO 송신 메모리로부터 네트워크 인터페이스로 기입되거나 또는 RAM(512)에서의 FIFO 수신 메모리에 수신 및 기입되기 위해 네트워크 인터페이스로부터 판독된다.

선택적으로, 통신 디바이스(500)는 또한 다음 컴포넌트들을 포함할 수 있다:

● 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 방법을 구현하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한, 하드 디스크와 같은 데이터 저장 수단(504);

● 디스크(506)용의 디스크 드라이브(505) - 디스크 드라이브는 디스크(506)로부터 데이터를 판독하거나 상기 디스크상에 데이터를 기입하도록 구성됨 -;

● 키보드(510) 또는 임의의 다른 포인팅 수단에 의해, 디코딩된 데이터를 디스플레이하고 및/또는 사용자와의 그래픽 인터페이스로서 서빙하는 스크린(509).

통신 디바이스(500)는, 각각이 통신 디바이스(500)에 데이터를 공급하기 위해서 입력/출력 카드(도시되지 않음)에 접속되는, 예를 들어 디지털 카메라(508)와 같은 다양한 주변 디바이스들에 선택적으로 접속될 수 있다.

바람직하게는, 통신 버스는 통신 디바이스(500)에 포함되거나 통신 디바이스에 접속되는 다양한 요소들 사이의 통신 및 상호 운용성을 제공한다. 버스의 표현은 제한적이지 않고, 특히 중앙 처리 유닛은 통신 디바이스(500)의 임의의 요소에 대한 지시들을 직접적으로 또는 통신 디바이스(500)의 또 다른 요소에 의해 전달하도록 동작 가능하다.

디스크(506)는 선택적으로, 예를 들어 재기입가능한 또는 가능하지 않은 콤팩트 디스크(CD-ROM), ZIP 디스크, USB 키 또는 메모리 카드와 같은 임의의 정보 매체에 의해, 및 일반적으로 말해서 마이크로컴퓨터에 의해 또는 마이크로프로세서에 의해 판독될 수 있고, 장치에 통합되거나 그렇지 않고, 가능하게는 착탈가능하고 및 그 실행이 본 발명에 따른 방법이 구현되는 것을 가능하게 하는 하나 이상의 프로그램을 저장하도록 구성되는 정보 저장 수단에 의해 대체될 수 있다.

실행 가능 코드는 선택적으로, 판독 전용 메모리(507)에, 하드 디스크(504)상에, 또는 전술한 바와 같이 예를 들어 디스크(506)와 같은 착탈 가능한 디지털 매체상에 저장될 수 있다. 선택적 변형에 따라, 프로그램들의 실행 가능 코드는 인터페이스(502)를 통해 통신 네트워크(503)에 의해 수신되어, 실행되기 전에 하드 디스크(504)와 같은 통신 디바이스(500)의 저장 수단들 중 하나에 저장될 수 있다.

중앙 처리 유닛(511)은 바람직하게는 본 발명에 따른 프로그램 또는 프로그램들의 소프트웨어 코드의 부분들 또는 명령어들의 실행을 제어하고 지시하도록 구성되는데, 이 명령어들은 전술한 저장 수단 중 하나에 저장된다. 전원을 켤 때, 비휘발성 메모리에, 예를 들어 하드 디스크(504)상에 또는 판독 전용 메모리(507)에 저장되는 프로그램 또는 프로그램들은 랜덤 액세스 메모리(512) 내로 전송되고, 랜덤 액세스 메모리는 프로그램 또는 프로그램들의 실행가능 코드뿐만 아니라, 본 발명을 구현하는데 필요한 변수들 및 파라미터들을 저장하기 위한 레지스터들을 포함할 수 있다.

바람직한 실시예에서, 장치는 소프트웨어를 사용하여 본 발명을 구현하는 프로그램가능 장치이다. 그러나, 대안적으로, 본 발명은 하드웨어로(예를 들어, ASIC(Application Specific Integrated Circuit)의 형태로) 구현될 수 있다.

도 6은 본 발명을 적어도 부분적으로 수행하도록 구성되는 통신 디바이스 또는 노드(500), 특히 노드(100-107) 중 하나의 아키텍처를 개략적으로 예시한 블록도이다. 예시된 바와 같이, 노드(500)는 물리(PHY) 계층 블록(603), MAC 계층 블록(602), 및 애플리케이션 계층 블록(601)을 포함한다.

PHY 계층 블록(603)(여기서는 802.11 표준화된 PHY 계층)은 프레임들을 포맷팅하고, 임의의 20MHz 채널 또는 복합 채널상에서 프레임들을 변조하거나 프레임들을 복조하고, 및 그에 따라 사용되는 무선 매체(100)를 통해 프레임들을 송신 또는 수신하는 임무를 맡는다. 프레임들은 802.11 프레임들일 수 있는데, 예를 들어 승인된 전송 기회에서 자원 유닛들을 정의하는 매체 액세스 트리거 프레임들(TF)(430), 레거시 802.11 스테이션들과 상호 작용하는 20MHz 폭에 기초한 MAC 데이터 및 관리 프레임뿐만 아니라, 무선 매체로/로부터의 20MHz 레거시보다 작은 폭(전형적으로 2 또는 5MHz)을 갖는 OFDMA 타입의 MAC 데이터 프레임들이다.

MAC 계층 블록 또는 제어기(602)는 바람직하게는 종래의 802.11ax MAC 동작을 구현하는 MAC 802.11 계층(604), 및 본 발명을 적어도 부분적으로 수행하기 위한 추가 블록(605)을 포함한다. MAC 계층 블록(602)은 선택적으로 소프트웨어로 구현될 수 있고, 이 소프트웨어는 RAM(512)에 로딩되고 CPU(511)에 의해 실행된다.

바람직하게는, EDCA 파라미터 갱신 모듈(605)이라고 지칭되는 추가 블록은 노드(500)에 관련한 본 발명의 부분을 구현하는데, 즉 전송 노드의 경우에 액세스된 자원 유닛들을 통해 데이터를 전송할 시에 하나 이상의 채널/EDCA 경합 파라미터를 페널티가 주어진 값으로 수정하는 것, 또는 액세스 포인트의 경우에 노드들에 전송될 페널티 값의 계산을 구현한다.

MAC 802.11 계층(604) 및 EDCA 파라미터 갱신 모듈(605)은 큐 백오프 엔진들을 다루는 채널 액세스 모듈 및 후술하는 바와 같이 RU 백오프 엔진을 다루는 RU 액세스 모듈의 관리를 제공하기 위해 어느 하나가 다른 것과 상호 작용한다.

도면의 상부에서, 애플리케이션 계층 블록(601)은 데이터 패킷들, 예를 들어 비디오 스트림의 데이터 패킷들을 생성하고 수신하는 애플리케이션을 실행한다. 애플리케이션 계층 블록(601)은 ISO 표준화에 따라 MAC 계층 위의 모든 스택 계층을 나타낸다.

본 발명의 실시예들은 이제 다양한 예시적인 실시예들을 사용하여 예시된다. 제안된 예들이 다중 사용자 업링크 전송을 위해 AP에 의해 송신되는 트리거 프레임(430)(도 4 참조)을 사용하지만, 동등한 메커니즘이 중앙 집중식 환경에서 또는 애드혹 환경(즉, AP가 없음)에서 사용될 수 있다. 이는 AP를 참조하여 아래에서 설명되는 동작이 애드혹 환경에서의 임의의 노드에 의해 수행될 수 있음을 의미한다.

이러한 실시예들은 주로 OFDMA 자원 유닛들을 고려하는 것에 의해 IEEE 80211.ax의 맥락에서 설명된다. 그러나, 본 발명의 적용은 IEEE 802.11ax 맥락에만 제한되지 않는다.

또한, 본 발명은 802.11ax에 기술된 바와 같이 반드시 MU 액세스 방식의 사용에 의존하는 것은 아니다. 노드들에 의한 동일한 매체로의 동시 액세스를 허용하는 대안 매체 액세스 방식들을 정의하는 임의의 다른 RU 액세스 방식이 또한 사용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 통신 노드(500)의 예시적인 전송 블록을 예시한다.

앞서 언급한 바와 같이, 노드는 모두 MAC 계층 블록(602)에서 구현되는 채널 액세스 모듈 및 가능하게는 RU 액세스 모듈을 포함한다. 채널 액세스 모듈은 다음을 포함한다:

상이한 우선 순위들에서 데이터 트래픽을 서빙하기 위한 복수의 트래픽 큐(210);

각각의 트래픽 큐에 저장된 데이터를 전송하기 위해, 적어도 하나의 통신 채널에의 액세스를 위해 경합하는데 사용될 복수의 큐 백오프 엔진(211) - 각각의 큐 백오프 엔진은 큐 경합 파라미터들을 사용하기 위해, 특히 각각의 큐 백오프 값을 계산하기 위해 각각의 트래픽 큐와 연관됨 -. 이것이 EDCA 액세스 방식이다.

RU 액세스 모듈은, OFDMA RU에서의 각각의 트래픽 큐에 저장된 데이터를 전송하기 위해, (예를 들어 AP에 의해 송신되는) 수신된 TF에서 정의된 OFDMA 자원 유닛들에의 액세스를 위해 경합하는데 사용될, 큐 백오프 엔진들과는 별개의 것이고, RU 경합 파라미터를 사용하기 위한, 특히 RU 백오프 값을 계산하기 위한 RU 백오프 엔진(700)을 포함한다. RU 백오프 엔진(700)은 OFDMA 먹서(muxer)(701)로 지칭되는 전송 모듈과 연관된다. 예를 들어, 후술하는 RU 백오프 값(OBO)이 0에 도달할 때, OFDMA 먹서(701)가 AC 큐(210)로부터 송신될 데이터를 선택하는 것을 담당한다.

종래의 AC 큐 백오프 레지스터들(211)은 EDCA 프로토콜(채널 경합 방식)을 따라 매체 액세스 요청을 구동하는 한편, 병행하여 RU 백오프 엔진(700)은 OFDMA 다중 사용자 프로토콜(RU 경합 방식)상으로 매체 액세스 요청을 구동한다.

이들 두 가지 경합 방식이 공존함에 따라, 소스 노드는 백오프 값들의 계산에 기초하여 충돌 회피를 갖는 매체 액세스 메커니즘을 구현한다:

- 통신 매체가 유휴 상태인 것으로 검출된 후에, 매체에 액세스하기 전에, 노드가 대기하는 타임 슬롯들의 수에 대응하는 큐 백오프 카운터 값. 이것이 EDCA이고;

- TXOP가 RU들로 형성되는 복합 채널을 통해 AP 또는 임의의 다른 노드에 승인된 후, 매체에 액세스하기 전에, 노드가 검출하는 유휴 랜덤 RU들의 수에 대응하는 RU 백오프 카운터 값(OBO). 이것이 OFDMA이다. 유휴 랜덤 RU들의 수에 기초하여 OBO를 카운트 다운하는 변형은 시간 기반 카운트 다운에 기초할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, EDCA 파라미터 갱신 모듈(605)은, 노드가 채널 액세스 모듈에 의한 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 감소시키기 위해, 각각의 노드에 대해, 채널/EDCA 액세스 모듈의 적어도 하나의 채널 경합 파라미터(백오프(211) 또는 AC 큐들(210)의 경합 윈도우)의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하는 것을 담당한다.

MU UL 전송 방식(즉, 자원 유닛 또는 유닛들을 통함)을 사용하는 노드에 의한 데이터의 전송, 바람직하게는 성공적인 전송시에, EDCA 파라미터 갱신 모듈(605)은 페널티 값을 EDCA 경합 파라미터들 중 하나 또는 여러 개에 적용한다.

이는 후자(802.11ax 노드들)가 자원 유닛들에 대한 액세스를 통해 추가 액세스 기회들로부터 이점을 누리므로, 레거시 노드들과 802.11ax 노드들 사이의 매체 액세스 기회들에 관한 공정성을 회복하면서 MU UL 메커니즘의 사용을 촉진한다.

일반적으로 말하면, 페널티 값은 미리 정의되거나 AP로부터 얻거나 심지어 국지적으로 계산될 수 있다. 예를 들어, AP는 TF 또는 비콘 프레임에서, 직접적으로 적용될 또는 현재 경합 파라미터 값에 적용될 최종 페널티 값을 얻기 위해 국지적 계산에 사용될 페널티 값을 송신할 수 있다. 도 2b에 도시된 트래픽 타입들 각각에 대응하여 몇 가지 페널티 값이 또한 전송되거나 계산될 수 있다. 최종 페널티 값의 국지적 계산은 경합 파라미터의 갱신을 트리거하기 위해 노드에 의해 전송되는 데이터의 양을 수반할 수 있다. 이는 노드가 OFDMA 방식을 통해 감소된 양의 데이터만을 송신할 때 노드가 강하게 페널티를 받는 것을 회피하기 위한 것이다. 이는 또한 고려되는 노드에 대해 국지적인, 경합 윈도우의 현재 값을 수반할 수 있다.

마지막으로, 페널티 값이 적용될 수 있는데, 예를 들어 하나 이상의 현재 EDCA 백오프 값에 가산될 수 있고, 및/또는 예를 들어 승산 인자로서 국지적 경합 윈도우에 적용될 수 있다. 물론, 사용되는 페널티 값은 EDCA 백오프 값들에 적용될 때와 국지적 경합 윈도우에 적용될 때 다를 수 있다.

도 8은 전송할 새로운 데이터를 수신할 때, 노드(500)의 MAC 계층(602)에 의해 수행되는 주요 단계를 흐름도를 사용하여 예시한다. 이것은 802.11 맥락에서 종래의 FIFO 피딩(feeding)을 예시한다.

맨 처음에, 어떠한 트래픽 큐(210)도 전송할 데이터를 저장하지 않는다. 그 결과, 어떠한 큐 백오프 값(211)도 계산되지 않았다. 대응하는 큐 백오프 엔진 또는 대응하는 AC(Access Category)는 비활성이라고 말해진다. 데이터가 트래픽 큐에 저장되자마자, 큐 백오프 값이 (대응하는 큐 백오프 파라미터들로부터) 계산되고, 연관된 큐 백오프 엔진 또는 AC는 활성이라고 말해진다.

노드가 매체상으로 전송될 준비가 된 데이터를 가질 때, 데이터는 AC 큐(210) 중 하나에 저장되고, 연관된 백오프(211)는 갱신되어야 한다.

단계(801)에서, 새로운 데이터가 디바이스상에서 국지적으로 실행 중인 애플리케이션으로부터(예를 들어 애플리케이션 계층(601)으로부터), 또 다른 네트워크 인터페이스로부터, 또는 임의의 다른 데이터 소스로부터 수신된다. 새로운 데이터가 노드에 의해 송신될 준비가 되었다.

단계(802)에서, 노드는 데이터가 어떤 AC 큐들(210)에 저장되어야 하는지를 결정한다. 이 동작은 보통은 (도 2b에 도시된 매칭에 따라) 데이터에 첨부된 TID(트래픽 식별자) 값을 확인하여 수행된다.

다음으로, 단계(803)는 결정된 AC 큐에 데이터를 저장한다. 이는 데이터가 데이터와 동일한 데이터 타입을 갖는 AC 큐에 저장된 것을 의미한다.

단계(804)에서, 종래의 802.11 AC 백오프 계산이 결정된 AC 큐와 연관된 큐 백오프 엔진에 의해 수행된다.

결정된 AC 큐가 단계(803)의 저장 직전에 비어 있는 경우(즉, AC가 원래 비활성인 경우), 대응하는 백오프 카운터에 대한 새로운 큐 백오프 값을 계산할 필요가 있다.

그런 다음 노드는 [0, CW] + AIFS 범위에서 선택된 랜덤 값과 동일한 것으로서 큐 백오프 값을 계산하는데, 여기서 CW는 (802.11 표준에 정의되고 및 예를 들어 이하의 단계(1080)에서 설명되는 본 발명의 일부 실시예에 따라 갱신되는 대로의) 고려된 액세스 카테고리에 대한 CW의 현재 값이고, AIFS는 데이터의 AC에 의존하고(모든 AIFS 값은 802.11 표준에서 정의됨) 또한 상이한 액세스 카테코리들의 상대적 우선 순위를 구현하도록 설계된 오프셋 값이다. CW는 선택 범위 [CW_min, CW_max]으로부터 선택되는 혼잡 윈도우 값이고, 여기서 양쪽 경계 CW_min 및 CW_max는 고려된 액세스 카테고리에 의존한다.

결과적으로 AC가 활성이 된다.

상기 파라미터들 CW, CW_min, CW_max, AIFS, 및 백오프 값은 각각의 AC와 연관되는 채널 또는 큐 경합 파라미터들을 형성한다. 이들은 데이터의 상이한 카테고리들에 대해 매체에 액세스할 상대적 우선 순위를 설정하기 위해 사용된다.

이러한 파라미터들 중 일부는 보통은 고정 값(예를 들어, CW_min, CW_max, 및 AIFS)을 갖는 반면, 다른 두 개의 파라미터(CW 및 백오프 값)는 시간과 매체 가용성에 따라 진화한다.

또한, 단계(804)는 필요하다면 RU 백오프 값(OBO)을 계산하는 것을 포함할 수 있다. RU 백오프 값(OBO)은, RU 백오프 엔진(700)이 비활성이라면(예를 들어 이전 단계(803)까지 트래픽 큐들에 어떤 데이터도 없었기 때문에) 및 AP에 어드레싱될 새로운 데이터가 수신되었다면 계산될 필요가 있다.

RU 백오프 값(OBO)은 EDCA 백오프 값과 유사한 방식으로, 즉 전용 경합 윈도우 [0, CWO] 및 선택 범위 [CWO_min, CWO_max]와 같은 전용 RU 경합 파라미터들을 사용하여 계산될 수 있다.

일부 실시예는 자원 유닛들을 통해(즉, OFDMA 전송과 호환 가능함) 송신될 수 있는 데이터와 송신될 수 없는 데이터 사이의 구별을 제공할 수 있음을 유의해야 한다. 이러한 결정은 단계(802) 동안 행해질 수 있고, 대응하는 마킹 아이템이 저장된 데이터에 추가될 수 있다.

이러한 경우에, RU 백오프 값(OBO)은 새로 저장된 데이터가 OFDMA 전송과 호환 가능하다고 마킹된 경우에만 계산된다.

단계(804) 다음으로, 도 8의 프로세스가 종료된다.

일단 데이터가 AC 큐들에 저장되면, 노드는 도 9를 참조하여 아래에 예시된 바와 같이 EDCA 액세스 방식을 통해 직접적으로, 또는 도 10을 참조하여 아래에 예시된 바와 같이 하나 이상의 트리거 프레임을 통해 AP에 의해 제공되는 자원 유닛들을 통해 매체에 액세스할 수 있다.

도 9는 종래의 EDCA 매체 액세스 방식에 기초하여 매체에 액세스하는 단계를 흐름도를 사용하여 예시한다.

단계 900 내지 단계 920은 공유 무선 매체상의 충돌을 감소시키기 위해 EDCA 메커니즘에 도입된 종래의 대기(waiting)를 기술한다. 단계(900)에서, 노드(500)는 자신이 이용가능하게 될 때까지(즉, 검출된 에너지가 1차 채널상에서 주어진 임계값 미만임) 대기하는 매체를 검출한다.

매체가 백오프 타임 슬롯 또는 "DIFS 기간" 동안 자유롭게 될 때, 노드(500)가 모든 활성(0이 아닌) AC 큐 백오프 카운터(211)를 1만큼 감분시키는 단계(910)가 실행된다. 다시 말하면, 노드는 통신 채널이 유휴인 것으로 검출되는 각각의 기본 시간 단위 DIFS만큼 큐 백오프 값들을 감분시킨다.

다음으로, 단계(920)에서, 노드(600)는 AC 백오프 카운터들 중 적어도 하나가 0에 도달했는지를 결정한다.

어떤 AC 큐 백오프도 0에 도달하지 않았으면, 노드(500)는 또 다른 백오프 타임 슬롯(전형적으로 9μs) 동안 대기하고, 따라서 다음 백오프 타임 슬롯 동안에 매체를 다시 감지하기 위해 단계(900)으로 루프백한다.

적어도 하나의 AC 큐 백오프가 0에 도달한다면, 노드(500)(보다 정확하게는 가상 충돌 핸들러(212))가 제로 큐 백오프 카운터를 가지며 가장 높은 우선 순위를 갖는 활성 AC 큐를 선택하는 단계(930)가 실행된다.

단계(940)에서, 적절한 양의 데이터가 전송을 위해 이 선택된 AC로부터 선택된다.

다음으로, 단계(950)에서, 노드(500)는, 예를 들어 RTS/CTS 교환이 TXOP가 승인되도록 성공적으로 수행된 경우, EDCA 전송을 개시한다. 따라서 노드(500)는 승인된 TXOP 동안 매체상에서 선택된 데이터를 송신한다.

다음으로, 단계(960)에서, 노드(500)는 EDCA 전송이 종료되었는지 여부를 결정하고, 이 경우에 단계(970)가 실행된다.

단계(970)에서, 노드(500)는 전송 상태(긍정적 또는 부정적 ack, 또는 어떤 ack도 수신되지 않음)에 기초하여 선택된 트래픽 큐의 경합 윈도우(CW)를 갱신한다. 전형적으로, 노드(500)는 전송이 실패하였다면, CW가 802.11 표준에 의해 정의되고 데이터의 AC 타입에 의존하는 최대 값 CW_max에 도달할 때까지 CW의 값을 두 배로 한다. 반면에, EDCA 전송이 성공적이라면, 경합 윈도우(CW)는 또한 802.11 표준에 의해 정의되고 또한 데이터의 AC 타입에 의존하는 최소값 CW_min에 설정된다.

다음으로, 선택된 트래픽 큐가 EDCA 데이터 전송 후에 비어 있지 않다면, 단계(804)와 유사하게, 새롭게 연관된 큐 백오프 카운터가 [0, CW]로부터 무작위로 선택된다.

이는 도 9의 프로세스를 종료시킨다.

본 발명의 실시예들에 따라, 예를 들어 그러한 큐 백오프 카운터 값들, 및/또는 AC 경합 윈도우들, 및/또는 심지어 CW_min 및/또는 CW_max를 포함하는 적어도 하나의 채널 경합 파라미터의 현재 값은 페널티가 주어진 값으로 수정될 수 있다. 이는, RU들에의 OFDMA 액세스에 의해 일부 노드에 제공되는 추가적인 매체 액세스 기회로 인해 이탈되었을 수 있는 공정성을 회복하기 위해, 노드가 EDCA 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 감소시킨다.

따라서, 제로가 아닌 현재 값이 열화된 및 따라서 또한 영이 아닌 페널티가 주어진 값으로 수정될 수 있다.

그러한 수정은, 노드가 통신 채널상에서 보통은 AP인 또 다른 노드에 승인된 전송 기회의 일부를 형성하는 액세스된 자원 유닛을 통해 국지적으로 저장된 데이터를 전송할 때 일어난다. 다시 말하면, 도 10을 참조하여 이제 기술되는 바와 같이, RU들에의 OFDMA 액세스 동안.

도 10은 RU들을 정의하는 트리거 프레임을 수신할 시에 RU 또는 OFDMA 액세스 방식에 기초하여 자원 유닛들에 액세스하는 단계를 흐름도를 사용하여 예시한다.

단계(1010)에서, 노드는 통신 네트워크에서의 액세스 포인트로부터 트리거 프레임이 수신되는지를 결정하는데, 트리거 프레임은 통신 채널상에서 액세스 포인트에 승인되는 전송 기회를 예약하고 또한 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의한다. 그렇다면, 노드는 수신된 트리거 프레임의 내용을 분석한다.

단계(1020)에서, 노드는 자신이 수신된 트리거 프레임에 정의된 RU들 중 하나를 통해 데이터를 전송할 수 있는지의 여부를 결정한다. 결정은 특히 RU들의 타입과 관련하여 두 가지 조건 중 하나 또는 둘 다를 수반할 수 있다.

수신된 TF의 내용을 분석하는 것에 의해, 노드는 정의된 RU가 액세스 포인트에 의해 노드에 할당되는 스케줄링된 자원 유닛인지의 여부를 결정한다. 이는 수신된 TF에서 자신의 AID를 찾음으로써 행해질 수 있는데, 이 AID는 전송을 위해 사용될 특정 스케줄링된 RU와 연관될 것이다.

또한, 수신된 TF의 내용을 분석하는 것에 의해, 노드는 하나 이상의 랜덤 RU가 TF에 정의되었는지 여부를 결정하는데, 즉 전용 RU 경합 파라미터(앞서 언급한 OBO 값(700)을 포함함)를 사용하여 경합을 통해 그에 대한 액세스가 이루어지는 RU들을 결정한다. 이 경우, 노드는 또한 그 현재 OBO 값(700)이 하나의 랜덤 RU가 선택되도록 허용하는지의 여부를 (특히 OBO(700)가 TF에서의 랜덤 RU들의 수보다 작은지를) 결정한다.

하나의 스케줄링된 RU가 노드에 할당되거나 또는 후자가 하나의 랜덤 RU에 액세스하는 것이 허용된다면, 노드는 사용될 랜덤/스케줄링된 RU 또는 RU들의 크기를 결정하고, 단계(1030)가 실행된다. 그렇지 않다면, 노드는 수신된 트리거 프레임에 정의된 랜덤 자원 유닛들의 수에 기초하여 RU 백오프 값(OBO)(700)을 감분시키고, 노드는 수신된 TF에 의해 정의된 임의의 RU에 액세스할 수 없으므로 프로세스가 종료된다.

단계 1030에서, 노드는 전송될 데이터가 선택되는 트래픽 큐들(210) 중 적어도 하나를 선택하고, 데이터 양이 사용될 선택된 자원 유닛의 크기에 도달할 때까지 선택된 큐 또는 큐들의 데이터를 전송 버퍼에 추가한다.

현재의 트래픽 큐를 선택하는 다양한 기준이 수반될 수 있다.

예를 들어, 이는 다음과 같이 행해질 수 있다:

최저의 연관된 큐 백오프 값을 갖는 트래픽 큐(210)를 선택하는 것. 따라서, 트래픽 큐의 선택은 EDCA 백오프(211)의 값에 의존한다;

(도 2b에 도시된 AC 카테고리들이 주어졌을 때) 최고의 연관된 트래픽 우선 순위를 갖는 비어 있지 않은 트래픽 큐를 선택하는 것;

선택할 데이터가 전송될 것인 자원 유닛과 연관된 데이터 타입(데이터 타입은 AP가 RU들을 정의할 때 TF의 전용 필드에 정의될 수 있음)과 매칭되는 데이터 타입과 연관된 비어 있지 않은 트래픽 큐를 선택하는 것.

다음으로, 단계(1040)에서, 노드는 RU에서의 전송을 위해 현재 트래픽 큐로부터 그렇게 선택된 데이터의 양을 나타내는 정보 항목을 저장한다. 예를 들어, 이후 노드는 현재 트래픽 큐로부터 선택된 데이터의 양을 삽입함으로써 방출 큐들의 리스트를 갱신한다.

이 방출 큐의 리스트는 각각의 트래픽 큐에 대해 전송 버퍼에 넣어진 데이터의 양을 포함하는 테이블을 통해 구현될 수 있다.

이러한 정보 항목은 몇몇 경합 파라미터가 본 발명의 교시에 따라 수정되는 방식을 조정하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 정보 항목에 의존하는 실시예가 아래에서 설명된다.

단계(1050)에서, 노드는 전송 버퍼에 저장되는 데이터의 양이 선택된 자원 유닛을 채우기에 충분한지의 여부를 결정한다.

그렇지 않다면, 자원 유닛에 추가 데이터를 위한 여유 공간이 여전히 있다. 따라서, 프로세스는 동일한 선택 기준을 사용하여, 또 다른 트래픽 큐가 그 동안 선택되는 단계(1030)로 루프백한다. 이러한 방식으로, 전송 버퍼는 점진적으로 채워져 선택된 자원 유닛 크기까지 도달한다.

2개 이상의 트래픽 큐로부터의 데이터를 혼합하는 것을 회피하는 변형 예에서(즉, 선택된 RU에 대한 데이터가 단일 트래픽 큐로부터 선택됨), 패딩 데이터가 추가되어 선택된 RU를 완전히 채울 수 있다. 이것은 전체 RU 지속 기간이 레거시 노드들이 검출할 수 있는 에너지를 갖는 것을 보장하기 위한 것이다.

일단 전송 버퍼가 선택된 RU에 대해 채워지면, 단계(1060)는 전송 버퍼에 저장된 데이터의 AP에 대한 OFMDA 전송을 개시한다. OFDMA 전송은 수신된 트리거 프레임에서 및 특히 RU 정의에서 정의된 OFDMA 서브 채널 및 변조에 기초한다.

다음으로, 일단 전송이 수행되었다면, 바람직하게는 성공적인 전송 시에(즉, AP로부터 확인 응답이 수신됨), 단계(1070)는 트래픽 큐 또는 큐들의 하나 이상의 EDCA 파라미터에 적용될 페널티 값 또는 값들을 결정하여, 그것 또는 그것들을 페널티가 주어진 값 또는 값들로 수정한다.

단계(1070)에서 페널티의 값 또는 값들을 결정하기 위해 여러 실시예가 고려될 수 있다.

제1 실시예에서, (단계 1010에서) 수신된 트리거 프레임은 하나 이상의 큐 경합 파라미터(예를 들어, AC 백오프 값)의 페널티가 주어진 값을 획득하기 위해 노드에 의해 하나 이상의 현재 값에 적용될 하나 이상의 페널티 값을 포함한다. 따라서 페널티 값은 TF로부터 검색된다.

AP에 의해 그러한 페널티 값 또는 값들을 계산하고 그것 또는 그것들을 TF에 추가하는 예시적인 실시예들이 도 11a 및 도 11b를 참조하여 아래에서 설명된다.

제1 실시예의 변형 예에서, 수신된 비콘 프레임은, 하나 이상의 큐 경합 파라미터(예를 들어, AC 백오프 값)의 페널티가 주어진 값을 획득하기 위해 노드에 의해 하나 이상의 현재 값에 적용될 하나 이상의 (디폴트에 의한) 페널티 값을 포함한다.

사실, 802.11 표준은, 802.11 네트워크 정보를 통신 네트워크의 모든 노드에 브로드캐스팅하는 프레임으로서 비콘 프레임을 정의한다. 비콘 프레임은, 그 동안에 노드들 또는 AP에 의해 복수의 네트워크 액세스가 이루어지는 대략 각각의 100 밀리초마다 주기적으로 전송된다. 따라서, 고려된 노드는 액세스 포인트로부터 이러한 비콘 프레임을 주기적으로 수신하고, 각각의 비콘 프레임은 통신 네트워크에 관한 네트워크 정보를 복수의 노드에 브로드캐스팅한다.

몇 개의 트리거 프레임이 2개의 연속적인 비콘 프레임들 사이에서 AP에 의해 전송될 수 있기 때문에, 실시예들은 제1 비콘 프레임으로부터 검색된 페널티 값을 디폴트에 의한 페널티 값으로서 사용하고, 및 다음 비콘 프레임 이전의 각각의 연속적인 트리거 프레임으로부터 검색되는 페널티 값에 기초하여 이 디폴트에 의한 페널티 값을 (대체를 통해 또는 수정을 통해) 갱신하는 것을 제공할 수 있다. 이러한 방식으로, AP는 시간 경과에 따라 적용될 페널티 값을 조정할 수 있다. 다시 말하면, 노드는 트리거 프레임에 포함된 페널티 값을 사용하여 비콘 프레임에 포함된 페널티 값을 수정하여, 현재 값에 적용될 최종 페널티 값을 획득함으로써 큐 경합 파라미터의 페널티가 주어진 값을 획득한다.

제2 실시예에서, 페널티 값은 표준에 의해 정의되고 AP로부터 전송되지 않는 고정된 값이다. 이것은 따라서 로컬 메모리로부터 노드에 의해 검색된다.

제3 실시예에서, EDCA/채널 경합 파라미터에 적용될 페널티의 값은 단계(1060)에서 전송되는 데이터의 양에 기초하여 결정될 수 있다. 이 정보는 단계(1040)에서 갱신되는 리스트로부터 검색될 수 있다. 데이터의 양은 데이터의 기준 양(전형적으로 256 바이트)의 배수로서 표현될 수 있다.

제3 실시예에서, 노드는 이 데이터 양을 페널티 인자로 승산한다. 이러한 접근법은, 노드가 단계(1060)에서 액세스되는 자원 유닛에서 전송되는 데이터의 양에 의존하여 채널 경합 파라미터의 현재 값을 페널티가 주어진 값으로 수정하는 것을 가능하게 한다.

전술한 제1 실시예는 페널티 인자를 검색하기 위해 사용될 수 있다: 이것은 TF로부터, 비콘 프레임으로부터 검색될 수 있거나(그리고 가능하게는 갱신될 수 있거나), 또는 고정된 값일 수 있다.

실제로 전송되는 데이터의 양을 고려하는 것은 유리하게도 OFDMA 방식을 통해 단지 감소된 양의 데이터를 송신하는 노드에게 강력한 페널티를 주는 것을 회피할 수 있게 한다.

제4 실시예에서, EDCA/채널 파라미터들에 적용될 페널티 값은 트래픽 큐들의 우선 순위에 의존하는데, 즉, 고려되는 데이터 타입에 의존한다(도 2b 참조).

이 경우, 노드는 그래서 페널티 값들의 세트를 검색하는데, 각각의 값은 특정 AC 큐 또는 데이터 타입과 연관된다. 물론, 이들 페널티 값 각각은 상기 제1, 제2, 및 제3 실시예들 중 어느 하나에 따라 계산될 수 있다.

특히, 수신된 비콘 프레임 또는 수신된 트리거 프레임은 각각의 데이터 타입과 연관된 복수의 페널티 값을 포함할 수 있다. 이 경우, 노드는 수정할 채널 경합 파라미터에 대응하는 트래픽 큐와 연관되는 데이터 타입에 기초하여 복수의 값으로부터 페널티 값을 선택한다.

일단 페널티 값 또는 값들이 검색되었다면, 단계(1080)가 실행되어 EDCA/채널 경합 파라미터 또는 파라미터들을 실제로 수정한다. 앞서 언급한 바와 같이, 이것은 노드에 대한 EDCA 전송의 확률을 감소시키기 위한 것이다.

널리 알려진 바와 같이, EDCA 전송 확률은 주로 두 개의 파라미터에 의해 제어되는데: 첫째로 각각의 AC 큐들(210)의 혼잡 윈도우(CW)의 크기, 및 둘째로 0에 도달할 시에 통신 채널에 액세스하기 위해 시간 경과에 따라 노드에 의해 감소되는 AC/큐 백오프들(211)의 현재 값. EDCA 파라미터들은 또한 경계들 CW_min, CW_max 및 중재 프레임 간 공간 AIFS를 포함한다.

따라서, 페널티 값을 적용하는 것에 의해 하나 이상의 EDCA 파라미터를 수정하는 단계(1080)는 이들 요소 중 하나 또는 여러 개에 대해 동작할 수 있다.

실시예에서, 수정된 채널 경합 파라미터는 큐 백오프 값, 예를 들어 모든 큐 백오프 값(211)을 포함한다.

다른 실시예에서, 수정된 채널 경합 파라미터는 큐 백오프 값(211)이 초기에 선택되는 경합 윈도우(CW)의 크기를 포함한다.

페널티 값이 각각의 MU UL 전송 시에 동적으로 계산될 수 있기 때문에, AC 큐들의 혼잡 윈도우 크기 또는 크기들뿐만 아니라 현재 큐 백오프 값 또는 값들(211)을 수정하는 것은 가치가 있다.

큐 백오프 값(211)의 수정에 관해서, 노드는 (단계(1070)의 제4 실시예를 참조하여 전술한 바와 같이 하나의 특정 페널티 값이 각각의 데이터 타입 또는 AC 우선 순위당 사용되지 않는 한) 검색된 페널티 값(따라서 오프셋으로서 사용됨)을 이러한 큐 백오프 값에, 바람직하게는 각각의 큐 백오프 값(211)에 가산할 수 있다.

다양한 EDCA 큐에 유사하게 영향을 끼치기를 추구하는 변형 예에서, 오프셋 값으로서 사용되는 페널티 값은 (적절한 경우 각각의 트래픽 큐에 대해 이뤄질) 대응하는 혼잡 윈도우 크기에 기초하여 조정될 수 있다. 환언하면, 큐 백오프 값에 가산된 페널티 값은, 큐 백오프 값이 초기에 선택되었던 경합 윈도우의 크기의 함수이다. 사실, 경합 윈도우 크기가 클수록, 전반적으로 큐 백오프 값이 커진다. 따라서, 공정하기 위해서, 트래픽 큐들에 대한 영향은 경합 윈도우에 비례하도록 하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 가산된 페널티 값(오프셋으로서 사용됨)은 이전에 검색된 페널티 값(단계 1070)과, 경합 윈도우 크기(CW)와 CW가 선택된 하위 경계 CW_min 사이의 비율을 곱한 것으로서 계산될 수 있다. 결과적으로, 페널티는 네트워크 부하의 추정치를 또한 고려하여서, 공정하고 효율적이 되도록 한다.

경합 윈도우 크기(CW)(AC 큐의 모든 CW 또는 하나의 특정 CW)의 수정과 관련하여, 이것은 CW에 단계(1070)에서 결정된 페널티 인자를 승산하는 것에 의해 이뤄질 수 있다.

둘 모두가 CW가 선택되는 선택 범위를 정의하는 하위 경계 CW_min 및/또는 상위 경계 CW_max에 유사한 수정이 제공될 수 있다.

OFDMA 액세스가 하나 이상의 트래픽 큐(210)를 비울 수 있음을 유의할 수 있다. 이 상황이 주어질 때 EDCA 백오프 값들(211)과 이들의 연관된 트래픽 큐(210)의 내용 사이의 일관성을 보장하기 위해, 데이터를 전송하는 단계 후에 액세스 포인트에 전송될 더 이상의 데이터가 트래픽 큐에 남아있지 않을 때 노드는 트래픽 큐에 대응하는 큐 백오프 값을 클리어(즉, 비활성화)할 수 있는 것이 단계(1080)에서 또한 제공된다.

본 발명은, EDCA/채널 경합 파라미터들의 (페널티를 주는) 조정을 제공함으로써, 802.11ax 노드들이 AP가 제공하는 RU들을 통해 매체에 액세스할 추가 기회가 주어진다면, 레거시 노드들과 802.11ax 노드들 사이의 공정성을 회복한다.

앞서 언급한 바와 같이, AP는 하나 이상의 페널티 값을 노드에 제공할 수 있다. 이들은 송신된 TF들 또는 비콘 프레임들에 추가될 수 있다.

예시 목적을 위해, AP에 의한 그러한 페널티 값들의 계산 및 제공이 이제 도 11a를 참조하여 설명된다.

앞서 언급한 바와 같이, AP는 (EDCA 또는 OFDMA 전송을 통해) 노드들로부터 수신되는 데이터 이력으로부터 페널티 값(또는 값들)을 결정하고; 및

노드들에게 결정된 페널티 값(또는 값들)을 송신하여, 노드들이 액세스된 자원 유닛을 통해 데이터를 전송할 시에 이들의 하나 이상의 EDCA/채널 경합 파라미터의 현재 값들을, 송신된 페널티 값(또는 값들)에 기초하여 페널티가 주어진 값들로 수정하도록 노드들을 구동한다. 다시금, 이것은 노드가 경합을 통해 통신 채널에 액세스할 확률을 줄임으로써 레거시 노드들에 대한 공정성을 회복하게 한다.

도 11a는 흐름도를 사용하여 AP가 하나 이상의 페널티 값을 계산하고 송신하는 일반적인 단계들을 예시한다. 물론, AP가 그러한 페널티 값들을 송신하지 않는 경우, AP는 종래의 처리를 수행한다.

단계(1100)는 하나 이상의 노드에 의해 액세스된 통신 채널, 또는 하나 이상의 노드에 의해 액세스된 자원 유닛, 또는 둘 모두를 통해 노드들로부터 데이터를 수신할 시에 AP에 의해 연속적으로 수행되는데, 각각의 자원 유닛은 통신 채널상의 액세스 포인트에 승인된 전송 기회의 일부를 형성한다. 따라서, 단계(1100)는 노드들로부터 각각의 새로운 데이터 패킷을 수신할 시에 이루어진다.

단계(1100)에서, AP는 2개의 매체 액세스 방식, EDCA 액세스 방식 및 OFDMA/RU 액세스 방식의 사용에 대한 국지적 통계를 갱신한다.

따라서, AP가 2개의 매체 액세스 방식 중 어느 하나 또는 다른 하나를 통해 새로운 패킷을 수신할 때마다, 이것은 두 개의 방식 중 각각을 통해 수신되는 데이터의 양에 관한 내부 통계를 갱신한다.

이력은 오래된 이벤트에 관계없이 통신 네트워크의 현재 상황을 효율적으로 반영하기 위해 이동 시간 윈도우(moving time window)에 기반할 수 있다. 예를 들어, 이동 시간 윈도우는 비콘 프레임 주기성의 배수(예를 들어, 약 500ms의 윈도우를 나타내는 5개의 비콘 프레임 주기성들)로서 정의된다. 이동 시간 윈도우는 예를 들어 비콘 프레임으로부터 시작할 수 있다. 변형 예에서, 이것은 슬라이딩 시간 윈도우(sliding time window)일 수 있다.

변형 예에서, 이력은 또한 아래에 설명되는 페널티 값의 마지막 전송으로부터 만들어질 수 있다. 이는 그러한 전송이 기준에 대해 조건적으로 이루어질 때 특히 적용된다.

여전히 단계(1100)에서, 두 가지 매체 액세스의 사용의 상대적 비율, 즉 액세스 포인트에 데이터를 전송하기 위해 노드들에 의해 (OFDMA를 통해) 액세스되는 자원 유닛들의 대역폭 사용의, 액세스 포인트에 데이터를 전송하기 위해 노드들에 의해 액세스되는 (EDCA 및 OFDMA) 통신 채널들 및 자원 유닛들의 총 대역폭 사용에 대한 상대적 비율이 평가되어 내부 통계를 또한 갱신할 수 있다. 이 비율은 페널티의 효율성의 추정치를 제공한다.

AP는, 예를 들어 고려된 기본 세트에 대해 각각의 매체 액세스에서 발생하는 충돌의 수를 카운트함으로써, 두 가지 매체 액세스 방식의 효율성에 대한 내부 통계를 선택적으로 갱신할 수 있다. 이러한 추가 통계는 네트워크의 현재 사용과 관련하여 페널티 프로세스가 얼마나 유용한지에 대한 지표를 제공한다. 따라서, 이들은 선택적 단계(1115)를 참조하여 이하에서 설명되는 바와 같이 페널티 값을 전송할지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다.

이력에 대한 통계가 시간 경과에 따라 진화함에 따라, AP는 노드들에 송신될 새로운 페널티 값을 때때로 계산한다. 이것이 단계(1110)이다. 후자는, 예를 들어 노드로부터 각각의 데이터 패킷을 수신할 시에, 또는 더 효율적으로는 각각의 새로운 비콘 프레임 및/또는 각각의 새로운 트리거 프레임을 준비할 때 주기적으로 트리거될 수 있다.

실시예들에서, AP에 국지적인 현재 페널티 값은 앞서 언급한 대역폭 사용 비율의 현재 추정치에 기초하여 갱신된다. AP를 시작할 때 또는 이력/통계를 재설정할 때의 초기 페널티 값은 0(페널티 없음)에 설정될 수 있다.

페널티 값은 EDCA 액세스 방식을 금지하는 것에 대응할 수 있는 최소 값(위의 예에서 0)으로부터 최대 값까지의 페널티 범위 내에서 정의될 수 있다. 실시예에서, 페널티 값은 페널티 범위 내에서 이산 값들을 취할 수 있다. 예를 들어, 페널티 범위를 0 %에서 100 %까지의 백분율로 정의하면, 페널티 범위가 십의 자리: 0 %, 10 %, 20 % 등등을 취할 수 있다. 이산 값들을 사용하면 시스템에 안정성이 제공된다.

예를 들어, 현재 페널티 값은 상기 비율의 평가가 미리 정의된 목표 임계값(예를 들어 셀 관리자에 의해 정의되거나 또는 표준에 의해 설정된 예를 들어 20 %)보다 작을 때마다 증가된다. 이러한 증가는 MU UL OFDMA 매체 액세스 방식의 사용 비율이 목표 임계값에 도달할 때까지 수행된다. 이는 따라서 802.11ax 노드들에 대한 MU UL OFDMA 매체 액세스들의 사용을 촉진한다.

반면, 현재 페널티 값은 상기 비율의 평가가 미리 정의된 목표 임계값보다 높을 때마다 감소된다. 이는 그 가운데에서 충돌을 일으킬 위험을 줄이기 위하여 RU들을 통한 MU 업링크의 촉진을 역으로 감소시키는 것이다.

또한, 그러한 계산된 페널티 값을 송신할지 여부를 결정하는 것은 두 가지 매체 액세스 방식의 효율성에 관한 통계에 기초할 수 있다. 예를 들어, 현재 페널티 값을 송신하기로 결정하는 것은, 충돌을 경험하는 액세스된 자원 유닛들의 수와 데이터를 액세스 포인트에 전송하기 위해 노드들에 의해 액세스되는 자원 유닛들의 총 수 사이의 비율에 의존할 수 있다.

예로서, 충돌된 자원 유닛들의 비율이 낮게 남아 있을 때(미리 정의된 임계값보다 낮음), MU UL OFDMA 매체 액세스들의 촉진이 (페널티 값 또는 임의의 새로운 페널티 값을 송신함으로써) 강화될 수 있다. 반면, 충돌된 자원 유닛들의 비율이 너무 높을 때, MU UL OFDMA 매체 액세스들의 촉진이 (페널티 값 또는 임의의 새로운 페널티 값을 보내지 않음으로써) 감소되어야 한다.

변형 예에서, 페널티 값은 표준에 의해 제공되는 고정된 값일 수 있고 (따라서 AP에 국지적으로 저장됨) 또한 MU UL 매체 액세스 방식의 사용 비율을 최적화하도록 계산될 수 있다. 따라서 AP는 로컬 메모리로부터만 이 값을 검색할 수 있다.

따라서, 단계(1110) 다음으로, AP는 단계(1115)에서 충돌 기반 비율이 낮거나 높은지 여부를 선택적으로 결정한다. 만일 높다면, 단계(1110)에서 계산된 페널티 값은 송신되지 않는다(도면에는 도시되지 않음).

그렇지 않다면, AP는 페널티 값을 노드들에 송신한다.

실시예들에서, 페널티 값은 통신 채널상에서 액세스 포인트에의 전송 기회를 예약하고 또한 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의하는 다음 트리거 프레임에서 송신된다. 따라서, 페널티의 현재 값이 노드들에 송신될 다음 트리거 프레임에 삽입되는 단계(1120)가 실행된다. 이는 도 11b에 도시된 바와 같이 트리거 프레임의 트리거 의존 정보 필드(1180)에 페널티 값을 삽입하는 것에 의해 행해질 수 있다.

도 11b는 802.11ax 초안 표준에서 정의된 트리거 프레임의 구조를 예시한다.

트리거 프레임(1160)은 공통 정보 필드(Common Info Field)라고 불리는 전용 필드(1170)로 구성된다. 이 필드는 페널티 값들이 삽입될 수 있는 "트리거 의존 공통 정보" 필드(1180)를 포함한다.

트리거 프레임의 다른 필드들은 802.11ax 표준에 정의되어 있다.

일단 페널티 값이 트리거 프레임에 삽입되었다면, 후자는 단계(1130)에서 노드들에 송신될 수 있다.

이러한 실시예들은 페널티 값이 AP에 의해 동적으로 계산될 때 유리하게도 사용된다.

다른 실시예들에서, 페널티 값은 통신 네트워크에 관한 네트워크 정보를 복수의 노드에 브로드캐스팅하는 다음 비콘 프레임에서 송신된다. 따라서, 페널티 값이 다음 비콘 프레임에 삽입되는 단계(1140)가 실행된다. 이는 전용 정보 요소에 PP를 삽입하는 것에 의해 행해질 수 있다.

다음으로, 단계(1150)가 실행되고, 페널티 값을 포함하는 비콘 프레임이 모든 노드에 송신된다.

이러한 다른 실시예들은 페널티 값이 AP에 의해 로컬 메모리로부터 검색된 고정된 값일 때 유리하게도 사용된다.

상기 단계(1070)의 제4 실시예를 참조하면, 각각의 데이터 타입들(또는 AC 우선 순위들)에 대응하는 페널티 값들의 세트가 AP에 의해 계산되어 전송되어야 한다. 이는 액세스 포인트가 동일한 데이터 타입을 갖는 수신된 데이터의 이력으로부터 각각의 타입의 데이터에 대한 페널티 값을 결정하는 것을(단계(1110)에서와 같이) 의미하고; 그리고 AP는 각각의 데이터 타입들과 연관된 복수의 페널티 값을 노드들에 송신한다.

본 발명이 특정 실시예를 참조하여 위에서 설명되었지만, 본 발명은 특정 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에 있는 수정들이 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.

많은 추가의 수정들 및 변형들이 전술한 예시적인 실시예들을 참조할 시에 본 기술분야의 통상의 기술자에게 그들 자신을 암시할 것인데, 이 예시적 실시예들은 단지 예로서 제공되고 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 없으며, 본 발명의 범위는 오로지 첨부된 청구 범위에 의해서만 결정된다. 특히, 상이한 실시예들로부터의 상이한 특징들은 적절한 경우에 상호 교환될 수 있다.

청구 범위에서, "포함한다"라는 단어는 다른 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 부정관사들("a" 또는 "an")은 복수를 배제하지 않는다. 상이한 특징이 서로 다른 종속항들에 기재되어 있다는 단순한 사실만으로 이들 특징의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지는 않는다.

Claims

복수의 노드를 포함하는 통신 네트워크에서의 통신 방법으로서, 상기 통신 방법은, 상기 복수의 노드에 포함되고 향상된 분산 채널 액세스(Enhanced Distributed Channel Access: EDCA)에 기초한 통신을 수행하도록 구성되는 적어도 하나의 노드에서,
상기 복수의 노드에 포함되는 다른 노드로부터 트리거 프레임을 수신하는 단계 - 상기 트리거 프레임은, 상기 통신 네트워크에 포함되는 적어도 하나의 통신 채널상에서 전송 기회를 예약하고 상기 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의함 -;
상기 트리거 프레임에 응답하여, 상기 트리거 프레임에서 상기 다른 노드에 의해 제공된 자원 유닛을 이용하여 데이터를 전송하는 단계; 및
상기 자원 유닛을 이용하여 상기 데이터가 성공적으로 전송되는 것에 응답하여, 상기 다른 노드로부터 전송된 미리 정의된 파라미터의 값이 미리 정의된 값인 경우, 미리 정의된 시간 기간 동안 EDCA에 기초한 통신을 수행하지 않도록 제어를 수행하는 단계를 포함하는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 복수의 노드에 포함되는 상기 적어도 하나의 노드에서, 상기 미리 정의된 파라미터의 값이 상기 미리 정의된 값이 아닌 경우에, 상기 EDCA에 기초한 통신을 수행하도록 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 트리거 프레임은 상기 미리 정의된 파라미터의 값을 포함하는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 트리거 프레임은 IEEE 802.11 시리즈 표준을 따르는 프레임인, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 다른 노드로부터 상기 미리 정의된 파라미터의 값 및 상기 통신 네트워크에 관한 네트워크 정보를 포함하는 비콘 프레임을 주기적으로 수신하는 단계를 더 포함하는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 미리 정의된 파라미터는 복수의 데이터 타입들과 연관되는 복수의 값들을 각각 포함하는, 통신 방법.
제7항에 있어서,
상기 제어를 수행하는 단계에 있어서, 미리 정의된 데이터 타입에서의 상기 EDCA에 기초한 통신은 상기 복수의 값들 중 하나에 기초하여 제어되는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어를 수행하는 단계에 있어서, 상기 EDCA에 기초한 통신에 관한 채널 경합 파라미터의 값을 갱신함으로써 상기 미리 정의된 파라미터의 값에 기초하여 상기 EDCA에 기초한 통신을 수행하도록 제어가 수행되는, 통신 방법.
제9항에 있어서,
상기 채널 경합 파라미터의 값은 백오프 값을 포함하고, 상기 백오프 값은, 상기 백오프 값이 O에 도달할 때까지 시간 경과에 따라 상기 복수의 노드에 포함되는 상기 적어도 하나의 노드에 의해 감소되는, 통신 방법.
제10항에 있어서,
상기 제어를 수행하는 단계에 있어서, 상기 EDCA에 기초한 통신에 관한 경합 윈도우는 상기 미리 정의된 파라미터의 값에 기초하여 갱신되고, 상기 백오프 값은 상기 갱신된 경합 윈도우에 기초하여 선택되는, 통신 방법.
제11항에 있어서,
상기 미리 정의된 파라미터는 상기 경합 윈도우의 최대 값 및 최소 값에 관한 정보를 포함하는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어를 수행하는 단계에 있어서, 상기 미리 정의된 파라미터의 값에 기초하여 상기 EDCA에 기초한 중재 프레임 간 공간(AIFS)의 값을 갱신함으로써 상기 미리 정의된 파라미터의 값에 기초하여 상기 EDCA에 기초한 통신을 수행하도록 제어가 수행되는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제공된 자원 유닛은, 자원 유닛에 액세스하기 위한 파라미터를 이용하여 데이터를 전송하기 위한 노드가 결정되는 랜덤 자원 유닛인, 통신 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 자원 유닛을 이용한 데이터 전송의 성공의 경우는, 상기 다른 노드로부터 상기 데이터의 확인 응답이 수신되는 경우인, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 자원 유닛을 이용한 데이터 전송은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)를 이용한 다중 사용자 업링크에 의한 데이터 전송인, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어를 수행하는 단계에 있어서, 상기 미리 정의된 파라미터의 값에 기초하여, 상기 복수의 노드에 포함되는 상기 적어도 하나의 노드가 상기 통신 채널에 액세스할 확률이 감소되는 동안 상기 EDCA에 기초한 통신을 수행하도록 제어가 수행되는, 통신 방법.
제1항에 있어서,
상기 다른 노드는 IEEE 802.11 시리즈 표준을 따르는 액세스 포인트인, 통신 방법.
통신 네트워크 내의 통신 장치로서, 향상된 분산 채널 액세스(Enhanced Distributed Channel Access: EDCA)에 기초하여 통신을 수행하도록 구성되고, 상기 통신 장치는,
다른 통신 장치로부터 트리거 프레임을 수신하도록 구성되는 수신 유닛 - 상기 트리거 프레임은, 상기 통신 네트워크에 포함되는 적어도 하나의 통신 채널상에서 전송 기회를 예약하고 상기 통신 채널을 형성하는 자원 유닛들(RU들)을 정의함 -;
상기 트리거 프레임에 응답하여, 상기 트리거 프레임에서 상기 다른 통신 장치에 의해 제공된 자원 유닛을 이용하여 데이터를 전송하도록 구성되는 전송 유닛; 및
제어 유닛을 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 자원 유닛을 이용하여 데이터가 성공적으로 전송되는 것에 응답하여, 상기 다른 통신 장치로부터 전송된 미리 정의된 파라미터의 값이 미리 정의된 값인 경우, 미리 정의된 시간 기간 동안 EDCA에 기초한 통신을 수행하지 않도록 제어를 수행하도록 구성되는, 통신 장치.
컴퓨터로 하여금 제1항, 제2항, 제4항 내지 제14항 및 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 통신 방법을 실행하도록 하는 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능 기록 매체.