KR20050074296A - 무선 근거리 통신망에서의 채널 통신여부 평가 최적화 - Google Patents

무선 근거리 통신망에서의 채널 통신여부 평가 최적화 Download PDF

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KR20050074296A
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Abstract

액세스 포인트(AP)는 적어도 하나의 스테이션(STA)을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하도록 구성되며, 스테이션은 수신기, 에너지 검출기, 채널 가용도 판정 장치, 및 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여 CCA 파라미터를 계산하도록 구성된 CCA 계산 장치를 포함한다.

Description

무선 근거리 통신망에서의 채널 통신여부 평가 최적화{CLEAR CHANNEL ASSESSMENT OPTIMIZATION IN A WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}
본 발명은 일반적으로 무선 근거리 통신망(WLAN: Wireless Local Area Network)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 WLAN에서 채널 통신여부 평가 파라미터를 최적화하는 방법에 관한 것이다.
WLAN 시스템에서, 분산 조정 기능(DCF: Distributed Coordination Function)은 최상의 노력에 기초한 비동기 데이터 전송의 기본 액세스 방법이다. WLAN DCF 모드는 모든 스테이션에 대해서 공정한 채널 액세스를 촉진하는 사용경쟁(contention) 서비스를 지원하는데 이용된다. 이것을 달성하는데 이용되는 다중 액세스 방식은 캐리어 감지 다중 액세스/캐리어 충돌 회피(CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access/Carrier Avoidance) 방식이다. 스테이션에서 채널이 통신중인지를 검출하는 한 가지 방법은 다른 WLAN 사용자가 보낸 모든 검출 패킷을 분석하여 다른 신호원과의 상대적 신호 강도를 이용하여 채널의 작동 여부를 검출하는 것이다. 데이터 전송 전에 물리적 캐리어를 감지하는 것을 채널 통신여부 평가(CCA: Clear Channel Assessment)라고 부른다.
CCA는 802.11 장치의 패킷 송수신에 이용된다. 데이터 전송 전에, 802.11 장치는 CCA를 이용하여 무선 매체가 자유 공간임을 보증하여야 한다. 데이터의 수신 시에는, 802.11 장치는 통신중인 채널에 대한 CCA 기준을 충족시키는 패킷을 감지할 뿐이다.
802.11 표준은 여러 가지의 CCA 모드를 정의하고 있다. 공통으로 이용되는 CCA 모드는 매체가 통신중임을 보고하기 전에 에너지 검출 임계값(EDT: Energy Detect Threshold)보다 높은 캐리어 감지 및 에너지를 필요로 한다. 보다 구체적으로, CCA는 EDT보다 높은 WLAN 타입 신호를 검출할 때 매체가 통신중임을 보고한다. 다른 CCA 모드는 캐리어 감지만을 필요로 하거나, EDT보다 높은 에너지만을 필요로 한다.
단일의 EDT 파라미터는 통상, 패킷의 송수신 시에 CCA를 조정하는데 이용된다. CCA는 송신 시에는 다음의 1) 내지 3)의 경우에 조정이 용이하다.
1) 자신의 기본 서비스 세트(BSS: Basic Service Set)로부터의 스테이션이 패킷을 송신하고 있을 때에, 액세스 포인트(AP: Access Point)가 채널이 통신중인 것을 항상 감지하고 있는 경우.
2) AP가 갖고 있는 패킷을 보낼 STA도 역시 인접 BSS의 장치로부터 오는 패킷 전송으로 인해서 채널이 통신중임을 감지하고 있는 때에, AP가 채널이 통신중인 것을 항상 감지하고 있는 경우. 이 조건을 만족시킴으로써, AP는 전송 에러를 일으킬 수 있는 외부 패킷을 지연시킨다.
3) 인접 BSS로부터의 장치가 채널을 이용하고 있다고 하더라도, AP가 갖고 있는 패킷을 보낼 STA가 채널이 통신 없음을 감지하고 있는 때에, AP가 채널이 통신중인 것을 항상 감지하고 있는 경우. 이 조건을 만족시킴으로써, 불필요한 지연이 방지된다.
한편, CCA는 수신 시에는 다음의 1) 및 2)의 경우에 조정이 용이하다.
1) AP가 BSS의 커버리지 영역 내의 모든 STA로부터 패킷을 수신할 수 있는 경우. EDT 파라미터가 너무 높게 설정되면, AP는 셀의 경계상에 위치한 STA에서 송신하는 패킷을 수신하지 못할 수 있다.
2) AP가 인접 BSS의 장치로부터 패킷을 감지하지 못하는 경우. EDT 파라미터가 너무 낮게 설정되면, AP는 해당 BSS에서 벗어나 있는 STA에서 송신되는 패킷 또는 다른 AP에서 송신되는 패킷에 "캐리어 록킹"을 걸 수 있다. 외부 전송에 "록킹"을 행함으로써, AP는 자신이 소유하고 있는 BSS의 STA로부터의 모든 송신을 수신하지 못할 것이다. 이러한 시나리오는 BSS의 STA로부터 오는 패킷이 AP가 수신하고 있는 외부 패킷과 충돌할 것이므로 패킷 에러를 초래할 것이다.
이상적인 EDT 설정의 판정은 패킷 전송의 최적화와 패킷 수신의 최적화간의 절충을 포함한다. 또한, EDT 파라미터의 동적 조절 방법은 변화하는 네트워크 조건(예컨대, BSS 크기의 변경)에 적응하도록 요구된다.
액세스 포인트(AP)와 적어도 하나의 비AP 스테이션(STA)을 갖는 WLAN에서 CCA 파라미터를 최적화하는 3가지 방법에 대해서 설명한다. "CCA 파라미터"라고 하는 용어는 본 명세서에서 CCA 모드와 EDT 파라미터값을 총칭하는데 이용된다.
제1 방법은 STA들간 또는 STA와 AP간에 특정 시그널링을 필요로 하지 않는다. 이 방법에서, 각 STA 또는 AP는 소정의 통계에 기초하여 자신이 소유하고 있는 CCA 파라미터에 대한 최적 설정을 개별적으로 찾도록 시도한다. CCA 파라미터의 설정과 관련한 STA와 AP간 정보 공유는 없다. 이 방법은 트리거 조건을 수신하는 것에서부터 시작한다. EDT 파라미터의 상한과 하한이 결정된다. EDT 파라미터값이 계산되어, 상한과 하한으로 제한된다. 마지막으로, EDT 파라미터는 갱신된다. 이 방법은 모든 STA에서 또는 AP에서 수행될 수 있다.
제2 방법은 STA 또는 AP가 이용하는 CCA 파라미터값을 전송하는 STA들간 시그널링 또는 STA와 AP간 시그널링을 필요로 한다. 이 방법에서, 각 노드(STA 또는 AP)는 다른 STA 또는 AP가 이용하는 CCA 파라미터값을 알 수 있는 능력을 보유하지만, 노드는 자신이 소유하는 CCA 파라미터를 수정할 수 있을 뿐이다. 이 제2 방법은 STA 또는 AP가 다른 STA 및/또는 AP에게 현재 사용하고 있는 CCA 파라미터값을 보고할 것을 요청하는 것에서부터 시작한다. 요청받은 STA 및/또는 AP는 요청한 STA 또는 AP에게 CCA 파라미터값을 보고한다. 이어서, 요청한 STA 또는 AP는 자신이 소유하고 있는 CCA 파라미터에 이용할 최적의 값을 계산한다. 이 계산에 뒤이어서, 요청한 STA 또는 AP는 자신이 소유하고 있는 CCA 파라미터값을 변경할 수 있고, 선택사양에 따라서, 새로운 값을 다른 STA 또는 AP에 보낼 수 있다.
제3 방법은 하나의 STA 또는 AP가 다른 STA 또는 AP에서 이용하는 CCA 파라미터값을 수정할 수 있게 하는 STA들간 시그널링 또는 STA 또는 AP간 시그널링을 필요로 한다. 이 제3 방법에서, 노드는 자신에 대해서는 물론 시스템 내의 다른 노드에 대해서도 최적의 CCA 파라미터 설정을 판정할 수 있고, 다른 노드들이 자신들 개개의 최적 CCA 파라미터를 요청 노드에 의해서 판정된 것으로 이용하는 것을 요청할 수 있다. 하나의 AP와 하나 또는 몇 개의 STA를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서, 요청 노드는 AP인 것이 바람직하다. 이 방법은 AP가 자신에 관련된 하나 또는 다수의 STA에 대한 최적의 CCA 파라미터를 계산하는 것에서부터 시작한다. 이 계산은 제1 방법에서 이용하는 계산과 같을 수 있다(또는 같지 않을 수도 있다). 각 STA에 대한 최적 CCA 파라미터의 판정에 뒤이어서, AP는 개개의 최적 CCA 파라미터값을 각 STA에 전송한다. STA는 요청된 파라미터 변경이 가능하고 AP에 대한 응답 메시지 변경의 성공 또는 실패를 나타내는 지를 판정한다.
적어도 하나의 스테이션을 구비하는 무선 근거리 통신망에서 CCA 파라미터를 최적화시키도록 구성된 액세스 포인트는 수신기와, 에너지 검출기와, 채널 가용성 판정 장치, 및 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여 CCA 파라미터를 계산하도록 구성된 CCA 계산 장치를 포함한다.
액세스 포인트를 갖는 무선 근거리 통신망에서 CCA 파라미터를 최적화하도록 구성된 스테이션은 수신기와, 에너지 검출기와, 채널 가용성 판정 장치, 및 스테이션으로부터 입력 파라미터를 수신하여 CCA 파라미터를 계산하도록 구성된 CCA 계산 장치를 포함한다.
무선 근거리 통신망에서 CCA 파라미터를 최적화하도록 구성된 집적 회로는 수신기와, 에너지 검출기와, 채널 가용성 판정 장치, 및 입력 파라미터를 수신하여 CCA 파라미터를 계산하도록 구성된 CCA 계산 장치를 포함한다.
본 발명의 보다 상세한 이해는 예로써 나타내는 후속하는 바람직한 실시예의 상세한 설명(이것은 첨부 도면과 연계하면 이해될 것이다)으로부터 가능해질 것이다.
본 발명은 WLAN 시스템의 CCA에 이용되는 EDT 파라미터를 동적으로 최적화하는 방법을 설명한다.
파라미터의 정의
기호/명칭 설명
T Periodic 기본 트리거링 주기
P AP AP 전송 전력
P STA 스테이션 전송 전력
RS AP AP 수신기의 감도
RNG base AP의 베이스라인 범위. 베이스라인 범위는 AP가 서비스하는 커버리지 영역을 지정한다. 베이스라인 범위는 시스템 작동 중에 AP에 의해서 수동적으로 구성되거나 동적으로 판정된다.
N Tx 전송된 패킷 에러율이 계산되는 패킷수
N Rx 수신된 패킷 에러율이 계산되는 패킷수
목표 최대 송신 패킷 에러율
목표 최대 수신 패킷 에러율
기호/명칭 설명
DR MAX 목표 최대 연체율
α 수신 패킷 에려율에 대한 가중인자
β 송신 패킷 에려율에 대한 가중인자
γ 연체율에 대한 가중인자
Δ EDT 기본 스텝 크기
기호/명칭 설명
PER Tx 송신 패킷 에러율. 이 측정치는 NTx 최종 전송된 패킷들의 슬라이딩 윈도우를 이용하여 계산된다.
PER Rx 수신 패킷 에러율. 이 측정치는 NRx 최종 수신된 패킷들의 슬라이딩 윈도우를 이용하여 계산된다.
DR 연체율. 이것은 AP가 BSS을 탈출하는 패킷(out-of-BSS packet)에 의해 캐리어-로킹되며 적어도 하나의 전송 패킷을 가지는 시간의 퍼센트를 나타내는 측정치이다
본 발명에 따른 제1 방법을 이용한 CCA 최적화 프로세스(100)의 흐름도가 도 1에 도시되어 있다. 프로세스(100)는 AP 및 개개의 STA들 양자 모두에 적용될 수 있다. 이 CCA 최적화 프로세스는 EDT의 적절한 레벨의 판정을 처리한다. CCA 모드는 양호하게는 수신된 신호가 EDT 이상이고 WLAN 신호가 감지된다면 통신중임을 가리키도록 설정된다. 대안으로서, CCA 모드는 수신된 신호가 EDT 이상인 경우에만 통신중임을 가리키도록 설정될 수도 있다.
트리거링
EDT 최적화 프로세스(100)는 이하의 어느 조건 상에서 트리거링된다.
1. 이고, 최종 EDT 갱신 이후에 적어도 NTx 패킷들이 전송되었을 때.
2. 이고, 최종 EDT 갱신 이후에 적어도 NRx 패킷들이 전송되었을 때.
3. 주기적 트리거링 타이머의 만료시. 즉, TElapsed > TPeriodic이고, 최종 EDT 갱신 이후에 적어도 NTx 패킷들이 전송되었고 또한 적어도 NRx 패킷들이 전송되었을 때. TElapsed는 최종 EDT 갱신 이후 경과된 시간이다.
조건 1에 따라 트리거링되었을 때, 최적화 프로세스(100)는 불충분한 연체(deferral) 문제를 해결하려고 시도한다. 다운링크(DL)에서의 과도한 패킷 에러에 대한 한 원인은 지나치게 높은 EDT 설정이다; AP는 STA들이 인접하는 BBS 전송에 관해 캐리어-로킹되어 있는 동안 채널이 통신중인 것으로 검출하지 않는다. 문제가 실제로 존재한다는 것을 보장하기 위해 최소 갯수의 전송된 패킷들이 부과된다.
조건 2에 따라 트리거링되었을 때, 최적화 프로세스(100)는 과도하게 민감한 AP 문제를 해결하려고 시도한다. 업링크(UL)에서의 과도한 패킷 에러의 한 원인은 지나치게 낮은 EDT 설정이다; AP가 인접 BBS 패킷들에 로킹되면, 그 자신의 STA들로부터의 패킷들을 소실하게 된다. UL 패킷 에러는 일반적으로 AP가 이미 인접 BBS 전송에 대해 캐리어-로킹되어 있는 동안 STA가 패킷을 전송할 때 발생한다. 문제가 실제로 존재한다는 것을 보장하기 위해 최소 갯수의 전송된 패킷들이 부과된다.
조건 3은 일반적인 최적화 목적을 위한 것이다. 일단 의미있는 통계치를 수집하기 위해 충분한 패킷들이 송수되었다면, 최적화 프로세스(100)는 주기적으로 트리거링된다.
트리거링 파라미터들은, 과도한 패킷 에러 상황에 대해 최적화 프로세스(100)가 신속하게 반응하도록 선택되어야 한다. 예를 들어, 충분한 통계가 수집되었다면, 최적화 프로세스(100)는 매초에 한번씩 트리거링될 수 있다. 만일 트리거링에 대해 최소 100개의 패킷들이 필요하다면, 10% 에러율은 10개 에러를 초래한다.
EDT 한정값 판정
최적화 프로세스(100)는 EDT 파라미터에 대해 상한과 하한을 결정하는 것으로 시작한다(단계 102). EDT 파라미터의 상한, EDTMAX는 다음과 같이 결정된다.
여기서, RNC adj 는 전력 제어 알고리즘에 의해 결정되는 범위 조절값이다. EDT 파라미터는 AP가 적어도 그 자신의 BBS에서 발생하는 모든 패킷들을 감지할 수 있도록 설정되어야 한다. EDT MAX 는 셀 가장자리에 위치한 STA로부터의 전송이 수신되는 신호 레벨에 대응한다.
EDT MAX 의 계산된 값은 802.11 표준에 의해 허용된 최대값과 비교되고, 2개값 중 더 낮은 값이 취해진다. 표준에 의해 허용된 최대 EDT 값은 AP의 전송 전력 P AP 에 기초한다. EDT MAX 는, RNG base , RNG adj 및 P STA 가 전력 제어 알고리즘에 의해 언제라도 수정될 수 있을 때 동적으로 계산되며, RNG base , RNG adj 또는, P STA 에 변경이 있는 경우마다 갱신된다.
EDT 파라미터의 하한, EDT MIN 은 AP 수신기 감도 레벨 RS AP 로 설정된다.
EDT 갱신
그 다음, EDT 파라미터는 그 전류값, 수신 및 송신 패킷 에러율, 및 연체율에 기초하여 계산된다(단계 104).
가중인자에 대한 디폴트 값은 1이고, 시스템 배치(즉, AP들 및 STA들의 레이아웃)에 기초하여 최적화될 수 있다,
EDT 파라미터는 하한 및 상한 사이에서 조절된다(단계 106).
EDT 값은 갱신되고(단계 108) 프로세스는 종료한다(단계 110). EDT 최적화 프로세스(100)의 최종 호출 이후에 채널 변경이 발생한다면, EDT 파라미터는 자동으로 EDT MIN 으로 설정됨에 유의한다.
대안으로서, 송신 및 수신에 대해 상이한 EDT 파라미터 설정을 이용하는 것이 가능하다. EDT Tx 는 패킷 전송에 대해 최적화되는 반면, EDT Rx 는 패킷 수신에 대해 최적화된다. 패킷 전송 직전에, AP는 CCA EDT 파라미터를 EDT Tx 로 설정하고, 일단 데이터 전송이 완료되면 EDT Rx 로 되돌려 놓는다.
EDTTx는 이하의 수학식을 이용한다는 점만 제외하고는, 도 1에 도시된 절차와 유사한 절차를 이용하여 결정된다.
그 다음, EDT Tx 는 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 상한과 하한 사이에서 조절된다.
한 실시예에서, EDT Tx = RNG base 이다. 또 다른 실시예에서, EDT Rx 는 이하의 수학식 5에 따라 설정된다.
도 2는 본 발명에 따라 구축된 AP 또는 STA(200)을 도시한다. AP 또는 STA(200)는 에너지 검출기(204)에 접속된 수신기(202)를 포함한다. 채널 가용성 판정 장치(206)는 에너지 검출기(204)에 접속되고, CCA 계산 장치(208)는 채널 가용성 판정 장치(206)에 접속된다. CCA 계산 장치(208)는 입력으로서 DR 및 PER과 같은 파라미터들을 받아들여, 채널 가용성 판정 장치(206)에 EDT 값을 출력한다. 이 채널 가용성 판정 장치(206)는 채널의 사용 여부를 판정하기 위해 상기 EDT 값을 이용한다. 또한 EDT 값은 CCA 계산 장치(208)로 되싸이클링되고, 수학식 2 및 3에 나타낸 바와 같이 사용된다.
제2 방법을 사용한 CCA 최적화 프로세스(300)의 도 3에 도시되어 있다. 이 방법은 STA 또는 AP 중 어느 하나에 의해 사용될 수 있다. 이 방법을 사용하는 STA 또는 AP는 "최적화" 스테이션(302)이라 불린다. 최적화 스테이션(302)은 다른 STA 또는 AP(304)의 CCA 파라미터들의 설정에 대한 정보를 요청한다(단계 310). 이러한 시그널링을 구현하기 위한 몇가지 가능성이 존재한다.
제1 가능성은, 최적화 스테이션(302)에게 그 어드레스들이 알려져 있는 각각의 주변 STA 또는 AP(304)에게 별개의 요청들을 최적화 스테이션(302)이 전송하는 것(유니캐스트)이다. 최적화 스테이션(302)은 이들 어드레스들을 다른 수단에 의해 알 수도 있다. 예를 들어, 최적화 스테이션(302)이 AP이라면, 이것은 그에 관련된 모든 STA들의 어드레스들을 안다. 만일 최적화 수단(302)이 STA이라면, 수신된 패킷들의 MAC 어드레스들을 참조함으로써 동일한 BSS(Basic Service Set) 내의 다른 STA들의 어드레스들에 대해 알 수 있다. 그러나, WLAN 프로토콜은 인프라구조 내의 BSS들 간의 직접적 통신을 허용하지 않을 것이다. 이 경우, 이 방법은 AP에 의해서만 이용된다.
이 요건은 최적화 스테이션(302)과 요청받는 스테이션(304)의 어드레스들을 반드시 포함해야 한다. 802.11 WLAN에서, 이 정보는 MAC 헤더 내에 이미 있을 것이다. 선택적으로, 요청은 요청받는 스테이션(304)이 응답하기까지의 시간 제한을 포함할 수 있다. 요청받는 스테이션(304)은 (특정한 스테이션으로 보내는 임의의 다른 패킷처럼) 그 요청을 포함하는 패킷의 올바른 수신 직후에 확인 응답(acknowledgment)를 되전송한다. 이런 식으로, 최적화 스테이션(302)은, 요청받는 스테이션(304)이 그 요청을 적절히 수신했는지의 여부를 알며, 소정 시간 내에 확인 응답을 수신하지 못했다면 그 요청을 포함하는 패킷을 재전송할 수 있다.
제2 가능성은 최적화 스테이션(302)이 모든 주위 스테이션(304)에 하나의 일반적인 요청을 보내는 것이다. 이것은 기본 서비스 세트(BSS) 식별자만을 지정하는 브로드캐스트 메시지를 전송함으로써 달성 가능한데, 이 경우 지정된 BSS에 속한 STA만이 응답할 것이다. 이것은 또한 CCA 파라미터를 보고할 필요가 있는 모든 STA의 어드레스를 지정하는 멀티캐스트 메시지를 전송함으로써 달성 가능하다.
제3 가능성, STA(비AP)가 STA로부터 파라미터를 직접 요청하는 대신에, 자신과 연관되어 있는 AP에게 이 AP와 연관되어 있는 하나 이상의 STA의 CCA 파라미터를 요청할 수 있다. 이러한 요청은 CCA 파라미터를 보고할 필요가 있는 STA의 어드레스나, BSS에 속한 모든 STA로부터 CCA 파라미터가 요청되고 있음을 나타내는 특정 플래그를 포함한다. 이러한 요청에 따라, AP는 요청된 스테이션(304)의 CCA 파라미터로 응답할 수 있다. AP는 이미 이러한 정보를 가지고 있을 수도 있고, 또는 최적화 스테이션(302)에 응답하기 전에 STA로부터 그 정보(전술한 매커니즘 중 하나를 이용)를 요청해야 하는 경우도 있다.
전술한 매커니즘 중 하나에 따라 CCA 파라미터 요청을 성공적으로 수신한 STA는 현재 이용하고 있는 CCA 파라미터의 값을 판독한다(단계 312). 이들 값(CCA 모드 및 EDT)은 정상적으로는 요청된 스테이션(304)의 관리 정보 베이스(MIB)에서 알아낼 수 있다. 그 CCA 파라미터를 판독한 후에, 요청된 스테이션(304)은 (통상의 802.11 프로토콜에 따라 매체에 액세스한 후) CCA 파라미터 보고서를 전송한다(단계 314). 이 보고서는 BSS에 속한 모든 STA에 브로드캐스트되거나(이 경우 확인 응답을 기대하지 않음), 또는 바람직하게는 최적화 스테이션(302)에 유니캐스트될 수도 있다. 후자의 경우, 최적화 스테이션(302)로부터 확인 응답이 기대되며, 요청된 스테이션(304)은 실패한 경우에 재전송할 수 있다. 그 보고서에는 CCA 파라미터의 값이 포함된다.
최적화 스테이션(302)이 요청된 모든 스테이션(304)로부터 CCA 파라미터 보고서를 수신하고 나면[또는 최적화 스테이션(302)의 자유 재량으로, 요청을 전송한 이래로 일정 시간이 경과한 후에], 최적화 스테이션(302)은 단독으로 이용할 새로운 CCA 파라미터를 계산한다(단계 316).
CCA 파라미터를 결정하는 간단한 방법은 CCA 파라미터를 수신한 STA 중 가장 가장 감도가 좋은 STA(EDT 파라미터가 가장 낮은 STA)의 것을 이용하는 것이다. 경로 손실 정보가 이용 가능하다면, 가장 감도가 좋은 보고 STA와 같은 감도로 EDT 파라미터를 계산할 수 있다. 예컨대, AT는 가장 감도가 좋은 STA와 같이 외부 전송에 감도가 좋도록 EDT 파라미터를 설정할 수 있다. AP는 EDT 파라미터를 감도가 좋은 STA의 EDT 파라미터보다 가장 지배적인 외부 간섭에 대한 경로 손실 차이와 동일한 양만큼 낮게 설정함으로써 달성 가능하다.
최적화 스테이션(302)은 이용해야 하는 새로운 CCA 파라미터를 계산한 후에, 바로 그 새로운 설정값을 이용할 수 있다. 선택적으로, 최적화 스테이션(302)은 자신이 지금 이용하고 있는 새로운 설정값을 알리는 CCA 파라미터 통지를 다른 요청된 스테이션(304)에 보낼 수도 있다(단계 318). 이 메시지는 특정 STA(유니캐스트)나 다수의 STA(멀티캐스트 또는 브로드캐스트)에 보내질 수 있다.
제3 방법을 이용한 CCA 최적화 프로세스(400)를 도 4에 도시하였다. 이 방법은 인프라스트럭처 BSS에 속한 AP가 이용하는 것이 바람직하며, 그렇다고 해서, 비AP 스테이션에 의한 이용을 배제하는 것은 아니다(예컨대 독립 BSS에서). 이 방법을 이용하는 AP를 "제어" 스테이션(402)이라고 한다. 이 제어 스테이션(402)은 단독으로 최적의 CCA 파라미터와, 동일한 BSS에 속한 다른 STA["피제어" 스테이션(404)]를 계산 또는 추정한다(단계 410). 이러한 판정은 전술한 방법(100)으로 할 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다.
모든 STA에 대한 최적의 CCA 파라미터를 결정한 후에(이것들은 알고리즘에 따라 어느 한 피제어 스테이션(404)과 또 다른 스테이션이 서로 다를 수도 있고, 같을 수도 있다), 제어 스테이션(402)은 피제어 스테이션(404)에게 자신의 CCA 파라미터를 수정할 것을 요청한다("CCA 파라미터 제어 요청")(단계 412). 모든 피제어 스테이션(404)에 대한 CCA 파라미터가 서로 동일하다면, 제어 스테이션(402)은 CCA 파라미터의 값과 함께 BSS 식별자를 포함한 브로드캐스트 메시지를 전송할 수 있으며, 선택적으로 그 브로드캐스트 메시지에 응답 기한을 포함시킬 수도 있다. 제어 스테이션(402)은 또한 CCA 파라미터의 값과 함께 모든 피제어 스테이션(404)의 어드레스를 포함한 멀티캐스트 메시지를 전송할 수도 있다. 바람직하게는, 제어 스테이션(402)은 각각의 피제어 스테이션(404)마다 개별적으로 새로운 CCA 파라미터와 함께 유니캐스트 메시지(확인 응답을 포함)를 전송하는 것이 바람직하다. 새로운 CCA 파라미터가 어느 한 피제어 스테이션(404)과 또 다른 스테이션이 서로 다른 경우에는, 멀티캐스트나 유니캐스트 메시지로 해야 한다.
CCA 파라미터 제어 요청 메시지를 성공적으로 수신한 후에, 피제어 스테이션(404)은 제어 스테이션(402)이 요청한 새로운 CCA 파라미터를 이용할 수 있는지 여부를 판정한다(단계 414). 피제어 스테이션(404)의 성능(예컨대, 무선 감도 또는 요청된 CCA 모드 가용성)에 따라, 새로운 파라미터를 이용할 수 없을 수도 있다. 수정이 가능하다면, 피제어 스테이션(404)은 즉시 그 CCA 파라미터를 수정하여(단계 416), 응답("CCA 파라미터 제어 응답")을 유니캐스트 메시지인 경우에는 제어 스테이션(402)에(이것이 바람직함), 브로드캐스트 메시지인 경우에는 BBS에 속한 모든 STA에 전송한다(단계 418). 이 메시지는 CCA 파라미터 수정의 성공 또는 실패를 나타내는 플래그를 포함한다. 실패의 경우에는, 선택적으로 실패 이유(예컨대, 이용 불가능한 CCA 모드이거나, 요청된 EDT값이 너무 낮거나 높은 경우)를 기술하는 "코즈(cause : 원인)" 필드가 메시지에 포함될 수도 있다. 또한, 피제어 스테이션(404)이 현재 이용하는 CCA 파라미터의 값이 메시지에 포함될 수도 있다.
모든 피제어 스테이션(404)으로부터 응답을 수신한 후에(또는 제어 스테이션(402)의 자유 재량으로, 요청을 전송한 이래로 일정 시간이 경과한 후에), 제어 스테이션(402)은 방법(100)에서 설명한 것과 마찬가지로 최적화 알고리즘의 다음 예정 실행까지는 아무런 일도 하지 않기로 결정할 수도 있다. 제어 스테이션(402)은 또한 일부 피제어 스테이션(404)으로부터 응답을 받지 못한 경우에 피제어 스테이션(404)에의 요청 전송을 반복하기로 결정할 수도 있다.
본 명세세에서는 본 발명에 대해서 WLAN을 예로 하여 설명하였지만, 본 발명의 원리는 다른 종류의 무선 통신 시스템에도 적용 가능하다. 이러한 경우에, STA는 무선 송수신 유닛(WTRU), 사용자 장치, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 무선 환경에서 동작 가능한 모든 종류의 장치 등과 같은 장치를 포함할 수 있으며, 이것들로 한정되지 않는다. 마찬가지로, AP는 기지국, 노드 B, 사이트 컨트롤러, 무선 환경에서 동작 가능한 모든 종류의 인터페이싱 장치 등과 같은 장치를 포함할 수 있으며, 이것들로 한정되지 않는다.
본 발명의 특징 및 요소를 바람직한 실시예에서 특정 조합으로 설명하였지만, 각 특징 또는 요소를 (바람직한 실시예의 다른 특징 및 요소 없이) 단독으로, 또는 본 발명의 다른 특징 및 요소와의 각종 조합으로, 또는 본 발명의 다른 특징 및 요소 없이 각종 조합으로 이용할 수 있다. 본 발명의 특정 실시예를 예시하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명의 범위 내에서 여러 가지로 변형 및 변경이 가능하다. 전술한 설명은 특정 발명을 예시한 것일 뿐, 이것으로 한정되지 않는다.
본 발명을 통해 무선 근거리 통신망에서의 채널 통신여부 평가 파라미터를 최적화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 방법에 따른 에너지 검출 임계값 최적화 프로세스의 흐름도.
도 2는 도 1에서 나타낸 프로세스를 구체화한 장치의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 제2 방법을 구현하는 하나의 AP 또는 STA와 다른 AP 또는 STA간의 시그널링을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제3 방법을 구현하는 하나의 AP 또는 STA와 다른 AP 또는 STA간의 시그널링을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
200 : AP 또는 STA
202 : 수신기
204 : 에너지 검출기
206 : 채널 가용도 판정 장치
208 : CCA 계산 장치

Claims (44)

  1. 액세스 포인트(AP)와 적어도 하나의 스테이션(STA)을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가 파라미터를 최적화하는 방법으로서,
    트리거 조건을 수신하는 단계와,
    에너지 검출 임계(EDT) 파라미터에 대하여 상한과 하한을 결정하는 단계와,
    상기 EDT 파라미터의 값을 계산하는 단계와,
    상기 상한과 하한으로 상기 EDT 파라미터를 제한하는 단계와,
    상기 EDT 파라미터를 갱신하는 단계를 포함하는 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 트리거 조건은 송신 패킷 에러율이 목표 최대 송신 패킷 에러율을 초과하고 최소개의 패킷이 전송되는 경우에 존재하는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 트리거 조건은 수신 패킷 에러율이 목표 최대 수신 패킷 에러율을 초과하고 최소개의 패킷이 수신되는 경우에 존재하는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 트리 조건은 최소의 시간이 경과하고, 최소개의 패킷이 전송되며, 최소개의 패킷이 수신되는 경우에 존재하는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상한은 다음의 식,
    에 따라 결정되고,
    여기서 PSTA는 스테이션의 전송 전력이고, RNCbase는 AP의 베이스라인 범위이며, RNCadj는 범위 조절값인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 하한은 상기 AP 수신기 감도 레벨과 같은 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 계산 단계는 다음의 식,
    에 따라 EDT 파라미터의 값을 계산하는 단계를 포함하고,
    여기서, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이며, PER Tx 는 송신 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이며, DR은 연체율이며, DR MAX 는 목표 최대 연체율이고, Δ는 스텝 크기값이며, α, β, γ는 가중인자인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 계산 단계는 EDT 송신값과 EDT 수신값을 계산하는 단계를 포함하는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 EDT 송신값은 다음의 식,
    에 따라 계산되고,
    여기서, DR은 연체율이고, DR MAX 는 목표 최대 연체율이며, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이고, Δ는 스텝 크기값이며, γ, β는 가중인자인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 AP의 베이스라인 범위와 같은 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 다음의 식,
    에 따라 계산되고,
    여기서 EDT MAX 는 최대 EDT 값이고, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이며, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이고, α는 가중인자인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 방법은 각 스테이션에서 수행되는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 방법은 AP에서 수행되고, 상기 갱신된 EDT 파라미터는 AP에 할당된 각 스테이션에게 시그널링되는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 갱신된 EDT 파라미터는 AP에 할당된 각 스테이션에게 개별적으로 시그널링되는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 갱신된 EDT 파라미터는 AP에 할당된 모든 스테이션에게 동시에 브로드캐스트되는 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  16. 최적화 스테이션과 요청받는 스케이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하는 방법으로서,
    상기 최적화 스테이션으로부터의 CCA 파라미터 요청을 요청받는 스케이션에 보내는 단계와,
    상기 요청받는 스테이션에서 CCA 파라미터를 판독하는 단계와,
    상기 요청받는 스테이션으로부터의 CCA 파라미터를 최적화 스테이션에 통보하는 단계와,
    상기 최적화 스테이션에서 새로운 CCA 파라미터를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 요청받는 스테이션에게 상기 신규 CCA 파라미터를 통보하는 단계를 더 포함하는 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 최적화 스테이션은 액세스 포인트이고,
    상기 요청받는 스테이션은 적어도 하나의 스테이션인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 최적화 스테이션은 액세스 포인트이고,
    상기 요청받는 스테이션은 액세스 포인트인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  20. 제16항에 있어서, 상기 최적화 스테이션은 스테이션이고,
    상기 요청받는 스테이션은 적어도 하나의 스테이션인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 최적화 스테이션은 스테이션이고,
    상기 요청받는 스테이션은 액세스 포인트인 것인 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  22. 액세스 포인트(AP)와 적어도 하나의 스테이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하는 방법으로서,
    상기 AP에서 스테이션에 대하여 최적 CCA 파라미터를 계산하는 단계와,
    상기 AP로부터의 CCA 파라미터 제어 요청을 상기 스테이션으로 보내는 단계와,
    상기 스테이션이 요청받은 CCA 파라미터로 변경할 수 있는 지의 여부를 판정하고, 그 변경이 이루어질 수 있다면 상기 CCA 파라미터를 상기 스테이션에서 변경하는 단계와,
    메시지를 상기 스테이션에서 AP로 보냄으로써 상기 CCA 파라미터 제어 요청에 응답하는 단계를 포함하는 채널 통신여부 평가 파라미터 최적화 방법.
  23. 적어도 하나의 스테이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하는 액세스 포인트로서,
    수신기와,
    에너지 검출기와,
    채널 가용성 판정 장치와,
    상기 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여, CCA 파라미터를 계산하는 CCA 계산 장치를 포함하는 액세스 포인트.
  24. 적어도 하나의 액세스 포인트를 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하는 스테이션으로서,
    수신기와,
    에너지 검출기와,
    채널 가용도 판정 장치와,
    상기 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여, CCA 파라미터를 계산하는 CCA 계산 장치를 포함하는 스테이션.
  25. 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하는 집적 회로로서,
    수신기와,
    에너지 검출기와,
    채널 가용도 판정 장치와,
    상기 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여, 상기 CCA 파라미터를 계산하는 CCA 계산 장치를 포함하는 집적 회로.
  26. 적어도 하나의 스테이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하도록 구성된 액세스 포인트로서,
    수신기와,
    에너지 검출기와,
    채널 가용도 판정 장치와,
    상기 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여 상기 CCA 파라미터를 계산하는 CCA 계산 장치를 포함하는 액세스 포인트.
  27. 제26항에 있어서, 상기 입력 파라미터는 데이터율과 패킷 에러율을 포함하는 것인 액세스 포인트.
  28. 제26항에 있어서, 상기 CCA 파라미터는 에너지 검출 임계(EDT) 파라미터를 포함하는 것인 액세스 포인트.
  29. 제28항에 있어서, 상기 EDT 파라미터는 이 EDT 파라미터를 이용하여 채널이 통신중인지의 판정하는 상기 채널 가용도 판정 장치에 출력되는 것인 액세스 포인트.
  30. 제28항에 있어서, 상기 CCA 계산 장치는 다음의 식,
    에 따라 EDT 파라미터의 값을 계산하고,
    여기서, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이며, PER Tx 는 송신 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이며, DR은 연체율이고, DR MAX 는 목표 최대 연체율이며, Δ는 스텝 크기값이고, α, β, γ는 가중인자인 것인 액세스 포인트.
  31. 제26항에 있어서, 상기 계산 장치는 EDT 송신값과 EDT 수신값을 계산하는 것인 액세스 포인트.
  32. 제31항에 있어서, 상기 EDT 송신값은
    에 따라 계산되고, 여기서, DR은 연체율이고, DR MAX 는 목표 최대 연체율이며, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이고, Δ는 스텝 크기값이며, γ, β는 가중인자인 것인 액세스 포인트.
  33. 제31항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 AP의 베이스라인 범위와 같은 것인 액세스 포인트.
  34. 제31항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 다음의 식,
    에 따라 결정되고,
    여기서 EDT MAX 는 EDT 값이고, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이며, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이고, α는 가중인자인 것인 액세스 포인트.
  35. 적어도 하나의 스테이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하도록 구성된 스테이션으로서,
    수신기와,
    에너지 검출기와,
    채널 가용도 판정 장치와,
    상기 액세스 포인트로부터 입력 파라미터를 수신하여, 상기 CCA 파라미터를 계산하는 CCA 계산 장치를 포함하는 스테이션.
  36. 제35항에 있어서, 상기 입력 파라미터는 데이터율과 패킷 에러율을 포함하는 것인 스테이션.
  37. 제35항에 있어서, 상기 CCA 파라미터는 에너지 검출 임계(EDT) 파라미터를 포함하는 것인 스테이션.
  38. 제37항에 있어서, 상기 EDT 파라미터는 이 EDT 파라미터를 이용하여 채널이 통신중인지의 판정하는 상기 채널 가용도 판정 장치에 출력되는 것인 스테이션.
  39. 제37항에 있어서, 상기 CCA 계산 장치는 다음의 식,
    에 따라 EDT 파라미터의 값을 계산하고,
    여기서, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이며, PER Tx 는 송신된 패킷 에러율이고, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이며, DR은 연체율이고, DR MAX 는 목표 최대 연체율이며, Δ는 스텝 크기값이며, α, β, γ는 가중인자인 것인 스테이션.
  40. 제35항에 있어서, 상기 계산 장치는 EDT 송신값과 EDT 수신값을 계산하는 것인 스테이션.
  41. 제40항에 있어서, 상기 EDT 송신값은 다음의 식,
    에 따라 계산되고,
    여기서, DR은 연체율이고, DR MAX 는 목표 최대 연체율이며, 는 목표 최대 송신 패킷 에러율이고, Δ는 스텝 크기값이며, γ, β는 가중인자인 것인 스테이션.
  42. 제40항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 AP의 베이스라인 범위와 같은 것인 스테이션.
  43. 제40항에 있어서, 상기 EDT 수신값은 다음의 식,
    에 따라 계산되고,
    여기서 EDT MAX 는 EDT 값이고, PER Rx 는 수신 패킷 에러율이며, 는 목표 최대 수신 패킷 에러율이고, α는 가중인자인 것인 스테이션.
  44. 적어도 하나의 스테이션을 갖는 무선 근거리 통신망에서 채널 통신여부 평가(CCA) 파라미터를 최적화하도록 구성된 집적 회로로서,
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