KR20040031327A - 송신 출력 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송신 출력 제어 방법에 관한 것으로, 종래에는 송신기의 출력을 제어하기 위해서 송신 출력 레벨이 포함된 새로운 데이터 프레임을 송수신기가 서로 주고받기 때문에 전체 시스템에 오버헤드를 주게 되어 시스템 성능을 저하시키는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 무선랜에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 송신측에서 송신 출력 레벨을 포함한 RTS 프레임을 전송하는 단계와, 수신측에서 상기 RTS 프레임을 수신한 후 수신감도와 에러비율을 포함한 CTS 프레임을 송신하거나, 수신감도와 에러비율 계산을 통해 제시 출력 레벨을 결정하고, 상기 제시 출력 레벨을 포함한 CTS 프레임을 송신하는 단계와, 상기 송신측에서 상기 CTS 프레임을 수신한 후 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 에러비율 그리고 상기 송신 출력 레벨을 토대로 계산된 적정 출력 레벨로 데이터 프레임을 송신하거나, 그 CTS 프레임에 포함된 제시출력레벨로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써, 전체 시스템의 오버헤드를 감소시켜서 스테이션의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 송신 출력을 제어하여 소비 전력을 감소시킬 수 있고 또한 다른 스테이션들과의 간섭도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

송신 출력 제어 방법{OUTPUT POWER CONTROLLING METHOD}

본 발명은 송신 출력 제어 방법에 관한 것으로, 특히 무선 랜에서 스테이션의 송신 출력을 RTS(Request To Send) 프레임과 CTS(Clear To Send) 프레임을 사용하여 제어하는 송신 출력 제어 방법에 관한 것이다.

도 1a는 일반적인 무선 랜 구조 및 동작 설명을 위한 전체 시스템을 나타낸 구성도로서, 무선 랜 전체 시스템은 유선랜과 브릿지 기능을 갖는 액세스포인트(Access Point, 이하 'AP'라고 함)와 상기 AP와 무선 통신을 할 수 있는 다수개의 무선 스테이션(Station, 이하 'STA'라고 함)으로 구성되어 있다.

또한, 도 1b는 AP없이 두 STA들간에 직접 무선통신을 할 수 있는 ad-hoc 형태를 도시하고 있다.

상기 AP 및 상기 STA에는 무선 전송을 위한 안테나를 가지고 있으며, 대부분의 무선 채널 환경에서 발생하는 멀티 패스 페이딩(Multi-Path Fading) 영향을 줄이기 위해 다이버시티(Diversity) 기능을 갖는 두 개 이상의 안테나를 갖도록 구성할 수 있다.

종래의 무선 랜 시스템에서 브릿지 기능을 갖는 AP는 복수개의 무선 랜 STA와 송수신을 수행함에 있어서 STA로부터 수신된 신호의 레벨이 기준 신호 레벨 값에서 벗어나 있는 경우 그 STA의 송신 출력 레벨 제어를 자동으로 설정하는 기능이 없어서, 상황이 열악한 데이터 송신을 하게 되어 네트워크 트래픽을 증가시키고 전체 시스템 성능을 저하시킨다.

또한, 무선 네트워크에 사용되는 전송 특성으로 인하여 다수의 AP가 포함된 네트워크를 사용하는 다수의 STA들은 데이터를 동시에 전송할 수 있으며, 이와 같은 동시 전송으로 인해서 종종 수신측에서 전체 데이터를 무효화시킬 수 있는 간섭을 일으킨다.

또한, 무선 랜 시스템에서의 STA들은 특성상 이동성이 보장되어야 한다. 이러한 특성으로 인해 각 STA의 전원 공급은 주로 배터리에 의존하게 되므로 각 STA들의 전력 소비를 최소화하는 것이 중요하다.

각 STA들에 대해 출력 소비를 최소화하고 간섭을 줄이기 위해서, 각각의 송신기는 전송하고자 하는 수신기에 도달될 충분한 출력으로 송신하되 전력 소비를 최소화하기 위해서 최소한의 송신 출력을 사용함으로써 송신기는 원하지 않은 수신기와의 불필요한 간섭을 회피하게 된다.

상기의 문제점은 무선 랜에서 각 STA들의 송신 출력을 제어하는 방법을 제공함에 의해서 경감 될 수 있다.

종래의 송신 출력을 제어하는 방법에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

종래 기술의 일실시 예로서 대한민국 공개특허공보 특1994-0003242호는 무선 랜에서 송신기 출력을 제어하기 위한 무선 랜의 출력제어방법 및 장치에 관한 것으로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다수의 STA를 포함하며, 각각의 STA에 송신기 및 수신기를 포함한 무선 랜의 송신기 출력을 제어하는 방법에 있어서, 송신 STA로부터 송신기 출력신호를 포함하는 데이터 패킷 신호를 수신 STA로 송신하는 단계와, 상기 데이터 패킷 신호를 상기 수신 STA에서 수신하는 단계와, 송신 STA에 의해 전송된 신호에 대해 출력조정을 표시하도록 상기 수신 STA로부터 상기 전송 STA로 출력제어 궤환신호를 전송하는 단계와, 상기 출력제어 궤환신호를 상기 송신 STA에서 수신하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이와 같은 단계로 이루어진 종래 기술에 대하여 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.

STA1에서 데이터 패킷(20)을 STA2로 전송하는데 있어서, STA1에서 데이터 패킷(20)을 STA2로 전송하는데, 필드(21 및 22)는 STA2와 STA1을 수신지 및 소스로서 각각 나타낸다.

예컨대, STA1에서 4밀리와트의 출력으로 전송된다면, 이 정보는 필드(23)를 점유할 것이다.

STA2에서 데이터 패킷(20)을 수신하고, 출력제어 궤환신호를 계산하며 상기 데이터 패킷(20)을 STA1로 다시 전송한다. 이 경우에, 필드(21, 22)는 이제 제각기 수신지 및 소스로서 STA1과 STA2를 표현할 것이다.

STA1의 송신기 출력을 증가시켜야 한다고 STA2가 결정했다고 가정하면, STA2에서 예컨대, STA1의 송신기 출력을 8밀리와트로 증가시키도록 명령하는 필드(24)의 출력제어 궤환신호를 송신할 수 있다.

상기와 같은 과정으로 STA1은 송신 출력을 제어 할 수 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 송신 제어 출력 방법은 송신기의 출력을 제어하기 위해서 송신 출력 레벨이 포함된 새로운 데이터 프레임을 송수신기가 서로 주고받기 때문에 전체 시스템에 오버헤드를 주게 되어 시스템 성능을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 송신 출력을 제어하기 위해 무선 랜 표준문서에 기술된 RTS 프레임과 CTS 프레임에 각각 송신 출력 레벨과 제시 출력 레벨을 포함하여 전송함으로써 전체 시스템의 오버헤드를 경감시킬 수 있는 송신 출력 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1a와 1b는 일반적인 무선 랜의 구조를 보인 도.

도 2는 종래의 송신 출력 제어 방법에서 사용한 데이터 패킷의 구조를 보인도.

도 3a와 3b는 본 발명에서 사용한 RTS 프레임과 CTS 프레임의 포맷을 보인 도.

도 4는 본 발명의 송신 출력 제어 방법을 구현하기 위한 장치의 구성을 보인 블록도.

도 5는 본 발명의 송신 출력 제어 방법의 제어 흐름을 보인 순서도.

도 6은 두 스테이션간의 데이터 흐름을 보인 도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

40 : 안테나 41 : 출력증폭부

42 : 모뎀부 43 : 출력제어부

44 : 수신 감도 측정부 45 : MAC 처리부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 송신 출력 제어 방법은 무선랜에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 송신측에서 송신 출력 레벨을 포함한 RTS 프레임을 전송하는 단계와, 수신측에서 상기 RTS 프레임을 수신한 후 수신감도와 에러비율을 포함한 CTS 프레임을 송신하거나, 수신감도와 에러비율 계산을 통해 제시 출력 레벨을 결정하고, 상기 제시 출력 레벨을 포함한 CTS 프레임을 송신하는 단계와, 상기 송신측에서 상기 CTS 프레임을 수신한 후 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 에러비율 그리고 상기 송신 출력 레벨을 토대로 계산된 적정 출력 레벨로 데이터 프레임을 송신하거나, 그 CTS 프레임에 포함된 제시출력레벨로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 송신 출력 제어방법에 대해 도면을 참고하여 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 3a와 3b는 본 발명의 송신 출력 제어 방법에서 사용한 RTS 프레임과 CTS 프레임의 포맷을 도시한 것으로, 본 발명에서 사용한 RTS 프레임은 IEEE 802.11에서 기술한 RTS 프레임에 송신 출력 레벨에 관한 정보를 표시하는 필드를 추가하였다.

또한, 본 발명에서 사용한 CTS 프레임은 IEEE 802.11에서 기술한 CTS 프레임에 수신 감도 와 제시 출력 레벨에 관한 정보를 표시하는 필드를 추가하였다.

도 4는 본 발명의 송신 출력 제어 방법을 구현하는데 사용한 장치의 구성을 보인 블록도로서, 신호를 송신 및 수신할 수 있는 안테나(40)와, 상기 안테나(40)와 연결되어 송신 또는 수신한 신호를 변복조하여 출력하는 모뎀부(42)와, 상기 모뎀부(42)와 연결되어 수신된 신호의 감도를 측정하고 그 결과를 출력하는 수신 감도 측정부(44)와, 상기 모뎀부(42)와 연결되어 송신 또는 수신된 데이터를 처리하는 MAC(Media Access Control) 처리부(45)와, 상기 모뎀부(42) 그리고 수신감도 측정부(44)와 연결되어 상기 수신감도 측정부(44)에서 출력한 결과를 받아 제어신호를 출력하는 출력제어부(43)와, 상기 출력제어부(43)에서 출력한 제어신호를 받아 상기 안테나(40)와 모뎀부(42)의 접점에 소정의 출력 레벨을 출력하는 출력증폭부(41)로 구성한다.

이와 같이 구성된 장치의 동작을 살펴보면, 안테나(40)에서 수신한 데이터 신호를 모뎀부(42)에서 복조하여 출력하고, 수신감도 측정부(44)에서 상기 데이터 신호의 수신감도를 측정하여 그 결과를 출력한다.

또한, 상기 모뎀부(42)에서 복조한 상기 데이터 신호를 MAC 처리부(45)에서 처리하고, 출력제어부(43)에서 상기 수신감도 측정부(44)에서 출력한 수신감도 값을 받아 제시 출력 레벨을 결정하고 그에 해당하는 제어신호를 출력한다.

그러면, 출력증폭부(41)에서 상기 출력제어부(43)에서 출력한 제어신호를 받아 소정의 출력 레벨을 출력하고 송신할 데이터를 모뎀부(42)에서 변조하고 상기 출력증폭부(41)에서 출력한 소정의 출력 레벨로 상기 송신 데이터를 안테나(40)를 통해서 송신한다.

도 5는 본 발명의 송신 출력 제어 방법의 제어 흐름을 보인 순서도로서, 송신 스테이션에서 송신 출력 레벨을 포함한 RTS 프레임을 전송하는 단계와, 수신 스테이션에서 상기 송신 출력 레벨을 포함한 RTS 프레임을 받아 상기 송신 출력 레벨 및 상기 수신 스테이션에서 측정한 수신감도와 에러비율 계산을 통해 제시 출력 레벨을 결정하는 단계와, 상기 수신 스테이션에서 상기 수신감도와 상기 제시 출력 레벨을 포함한 CTS 프레임을 상기 제시 출력 레벨로 송신하는 단계와, 상기 송신 스테이션에서 상기 CTS 프레임을 수신하고, 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 제시 출력 레벨 및 상기 송신 스테이션에서 측정한 수신감도와 에러비율 계산을 통해 적합한 출력을 설정하여 데이터 프레임을 전송하는 단계로 이루어진다.

이와 같은 단계로 이루어진 본 발명의 송신 출력 제어 방법에 대해서 설명하면, 송신 STA에서 송신 출력 레벨을 RTS 프레임에 추가하여 송신하고(S110), 수신 STA에서 상기 송신 STA에서 전송한 RTS 프레임을 수신하여 수신 감도 및 에러 비율을 계산하여 제시 출력 레벨을 결정한다(S120).

또한, 상기 수신 STA에서 상기한 과정 S120에서 측정한 수신 감도와 제시 출력 레벨을 CTS 프레임에 추가하여 다시 송신 STA으로 송신한다(S130).

상기 송신 STA에서 상기 수신 STA에서 송신한 CTS 프레임을 수신하여 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 제시 출력 레벨 및 상기 송신 STA에서 측정한 수신감도와 에러비율 계산을 통해 적합한 출력을 설정하여 데이터 프레임을 송신한다(S140).

또한, 본 발명의 송신 출력 제어 방법은 송신 STA 또는 수신 STA 어느 한 곳에서 데이터 프레임을 전송하는 출력레벨을 결정하여 전송할 수 있다. 조금 더 상세히 설명하면, 먼저, 수신 STA에서 제시 출력 레벨을 결정하여 그 제시 출력 레벨로 송신 STA에서 데이터 프레임을 전송하는 과정을 살펴보면, 송신 STA에서 송신 출력 레벨을 RTS 프레임에 포함하여 송신하고, 수신 STA에서 상기 RTS 프레임을 수신하여 수신감도와 에러비율 계산을 통해 적절한 제시 출력 레벨을 결정한다.

수신 STA에서 상기 결정된 제시 출력 레벨과 수신 감도를 CTS 프레임에 포함하여 송신하신 STA에서 상기 CTS 프레임을 수신하여 그 CTS 프레임에 포함된 제시 출력 레벨로 데이터 프레임을 송신한다.

그리고, 송신 STA에서 적절한 출력레벨을 결정하여 그 출력 레벨로 데이터 프레임을 전송하는 과정을 살펴보면, 먼저, 송신 STA에서 송신 출력 레벨을 RTS 프레임에 포함하여 송신하고, 수신 STA에서 상기 RTS 프레임을 수신하여 수신감도와 에러비율을 CTS 프레임에 포함하여 송신한다.

그러면, 송신 STA에서 상기 CTS 프레임을 수신하여, 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 에러비율 그리고 상기 RTS 프레임에 포함된 송신 출력 레벨을 토대로 적합한 출력레벨을 결정하고, 그 결정된 출력레벨로 데이터 프레임을 전송한다.

이와 같은 송신 출력 제어 방법에 의해서 종래에 문제가 되었던 시스템의 오버헤드를 감소시킬 수 있을 뿐만아니라 효과적으로 송신 출력을 제어함으로써 소비전력을 감소시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 송신 출력 제어 방법을 이용하여 STA1과 STA2 사이의 데이터 전송과정을 도시한 것으로, 먼저, STA1에서 송신 출력 레벨이 포함된 RTS 신호를 송신한다.

STA2에서 상기 STA1에서 송신한 RTS 신호를 수신하여 모뎀부(42)에서 상기 RTS 신호를 복조하고, 수신 감도 측정부(44)에서 상기 모뎀부(42)에서 복조된 RTS 신호의 수신 감도 및 에러 비율을 측정하여 그 결과를 출력한다.

상기 모뎀부(42)에서 복조된 RTS 신호를 MAC 처리부(45)에서 상기 RTS 신호의 각 필드에 대한 정보를 분석하여 처리한다.

또한, 출력제어부(43)에서 상기 수신 감도 측정부(44)에서 출력한 결과를 받아 상기 RTS 신호를 적절히 수신하는 지의 여부를 판단하여 제어 신호를 출력한다.

예컨데, STA2에서 수신한 RTS 신호의 에러 비율이 기 설정된 값 이상인 경우에 상기 출력제어부(43)에서는 상기 RTS 신호에 포함된 STA1의 송신 출력 레벨이 낮다고 판단하고 그에 따라 제시 출력 레벨에 해당하는 제어신호를 출력한다. 예를 들어, STA1에서의 송신 출력 레벨이 4밀리와트였다면 제시 출력 레벨을 8밀리와트로 설정하고, 상기 8밀리와트에 해당하는 제어신호를 출력한다.

그러면, 출력증폭부(41)에서는 상기 출력제어부(43)에서 출력한 제어신호를 받아 그에 해당하는 출력레벨을 출력한다.

상기와 같은 과정이 끝나면 STA2에서 상기 수신 감도 측정부(44)에서 측정한 수신 감도와 상기 출력제어부(43)에서 설정한 제시 출력 레벨을 포함한 CTS 신호를상기 제시 출력 레벨로 STA1로 송신한다.

상기 STA1에서 상기 STA2에서 송신한 CTS 신호를 수신하여 수신감도 및 에러 비율을 측정하고, 상기 STA1에서 측정한 수신감도와 에러 비율을 상기 CTS 신호에 포함된 수신감도 및 제시 출력 레벨과 비교 분석하여 적합한 출력으로 데이터 신호를 송신한다.

예컨데, STA1에서 수신한 CTS 신호의 에러 비율이 기 설정된 값 이하이고, 수신감도가 좋을 경우에 STA1의 출력제어부(43)에서는 상기 CTS 신호에 포함된 상기 STA2의 제시 출력 레벨이 높다고 판단하고 그에 따라 적합한 출력으로 제어신호를 출력한다.

예를 들어, STA2에서의 제시 출력 레벨이 8밀리와트였다면 6밀리와트로 설정하여 상기 6밀리와트에 해당하는 제어신호를 출력하여 상기 데이터 신호를 송신한다.

STA2에서 상기 STA1에서 송신한 데이터 신호를 모두 수신하게 되면 ACK(Acknowledgement) 신호를 다시 STA1로 송신하여 STA1과 STA2 사이의 데이터 전송이 끝났음을 알려준다.

여기서, STA1에서 STA2의 ACK신호를 받은 후에 다시 전송할 데이터가 존재하면 상기와 같은 일련의 과정을 통해서 상기 데이터를 전송함으로써, STA들이 이동하여 위치가 변하더라도 적합한 출력으로 데이터를 송수신할 수 있다.

이와 같은 본 발명의 송신 출력 제어방법은 STA 간의 송수신에서 뿐만 아니라 STA과 AP 간에도 적용될 수 있다는 것을 인지하기 바란다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명의 송신 출력 제어 방법은 RTS 프레임과 CTS 프레임에 각각 송신 출력 레벨과 제시 출력 레벨을 포함하여 전송함으로써, 전체 시스템의 오버헤드를 감소시켜서 스테이션의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만아니라 송신 출력을 제어하여 소비 전력을 감소시킬 수 있고 또한 다른 스테이션들과의 간섭도 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 무선랜에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,

   송신측에서 송신 출력 레벨을 포함한 RTS 프레임을 전송하는 단계와;

   수신측에서 상기 RTS 프레임을 수신한 후 수신감도와 에러비율을 포함한 CTS 프레임을 송신하거나, 수신감도와 에러비율 계산을 통해 제시 출력 레벨을 결정하고, 상기 제시 출력 레벨을 포함한 CTS 프레임을 송신하는 단계와;

   상기 송신측에서 상기 CTS 프레임을 수신한 후 그 CTS 프레임에 포함된 수신감도와 에러비율 그리고 상기 송신 출력 레벨을 토대로 계산된 적정 출력 레벨로 데이터 프레임을 송신하거나, 그 CTS 프레임에 포함된 제시출력레벨로 데이터 프레임을 송신하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 송신 출력 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 송신 출력 제어는 무선 랜의 송수신기에서 실시하는 것을 특징으로 하는 송신 출력 제어 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 제시 출력 레벨은 기 설정된 에러 비율과 비교하여 설정하는 것을 특징으로 하는 송신 출력 제어 방법.