KR20050076900A

KR20050076900A - 전송 환경에 따라 피기백의 적용 여부를 적응적으로결정하는 단계를 포함하는 무선 랜 통신방법

Info

Publication number: KR20050076900A
Application number: KR1020040004695A
Authority: KR
Inventors: 양칠렬; 권창열; 김태곤
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-07-29
Also published as: US20050163155A1

Abstract

본 발명은 무선 랜 통신방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전송 환경에 따라 통신방법을 적응적으로 선택할 수 있는 무선랜 통신방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 무선랜 통신방법은 전송 환경에 따라 Piggyback의 적용 여부를 적응적으로 결정하는 (a)단계, 및 상기 결정된 결과에 따라 프레임을 전송할 수 있을 때 2 이상의 정보를 포함하는 프레임을 전송하는 (b)단계를 포함한다.

Description

전송 환경에 따라 피기백의 적용 여부를 적응적으로 결정하는 단계를 포함하는 무선 랜 통신방법{Method for wireless local area network communication comprising adaptive piggyback decision step based on communication environment}

일반적으로 무선랜(Wireless Local Area Network)은 IEEE 802.11 표준을 따르는 근거리 무선 네트워크를 지칭하는 말이다. 현재 무선랜에 대하여 2.4GHz(Giga Herz) 대역에서 주파수도약 확산스펙트럼방식(Frequency Hopping Spread Spectrum; FHSS)이나 직접시퀀스 확산스펙트럼방식(Direct Sequence Spread Spectrum; DSSS) 또는 적외선방식(Infrared Rays; IR)으로 최대 11Mbps(Mega Bits Per Second)의 데이터 전송율을 지원하는 802.11b, 5GHz 대역에서 직교주파수분할다중화방식(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)으로 최대 54Mbps의 데이터 전송율을 지원하는 802.11a, 서비스품질(Quality of Service; QoS)의 개선을 위한 802.11e, 접속점간(Inter Access Point) 프로토콜을 위한 802.11f, 2.4GHz 대역에서 직교주파수분할다중화방식으로 최대 54Mbps의 데이터 전송율을 지원하는 802.11g, 전송전력제어(Transmit Power Control; TPC)와 다이나믹주파수선택(Dynamic Frequency Selection; DFS)을 지원하는 802.11h, 및 보안을 개선한 802.11i의 표준이 결정되었거나 표준 결정을 위해 논의 중이다. 이 밖에 5GHz 대역의 조화(Harmonization)에 대해 논의하는 802.11 5GSC(5 GHz Globalization Special Group)나 차세대(Next Generation) 무선랜에 대해 논의하는 902.11 WNG(Wireless Lan Next Generation) 등의 회의그룹이 활동 중이다.

무선랜은 기본적으로 허가 없이 사용할 수 있는 2.4~2.5GHz 또는 5GHz의 ISM(Industrial, Scientific, Medical)대역을 사용한다. ISM 대역은 산업, 과학 또는 의료 용도로 사용되는 장비를 사용하기 위하여 규정된 주파수 대역으로서, 방사되는 전력이 일정 수준 이하라면 특별한 허가를 받지 않고 사용할 수 있다.

IEEE 802.11 네트워크는 서로 통신하는 여러 개의 스테이션으로 이루어진 기본 서비스 셋(Basic Service Set: BSS)를 기본 구성으로 하며, BSS는 AP가 없이 스테이션간의 직접 통신을 하는 독립BSS와, 모든 통신 과정에서 AP가 사용되는 인프라스트럭쳐BSS가 있다.

도 1은 무선 랜(Wireless Local Area Network)의 일반적 구성을 보여주는 도면이다.

도 1에서 보는 바와 같이, 무선랜은 유선 이더넷(Ethernet)에서와 같이 플로어(Floor)에 배선을 하지 않고 일정 거리내에 있는 스테이션들끼리 데이터를 무선으로 송수신할 수 있는 네트워크이며, 무선 랜내에서 스테이션들은 무선으로 통신하므로 자유롭게 이동할 수 있다. 도시된 바와 같이 인프라스트럭쳐BSS는 다른 인프라스트럭쳐BSS와 결합하여 확장BSS를 형성하기도 한다. 인프라스트럭쳐BSS에서 스테이션들간의 통신은 항상 AP를 거쳐야 한다. 즉, 제1 스테이션이 제2 스테이션에 프레임을 전송할 때는 먼저 AP에 전달하고 AP는 전달받은 프레임을 다시 제2 스테이션에 전송한다. 프레임을 전송받은 제2 스테이션은 전송받은 프레임에 대한 확인응답(Ack) 프레임을 제1 스테이션에 전송하게 되는데 이 경우에도 AP를 거쳐서 2 홉으로 한다.

도 2는 IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 매체접근제어(Media Access Control; 이하, MAC이라 함)의 구조를 보여주는 도면이다.

도 2에서 보는 바와 같이, 인프라스트럭쳐BSS에서의 통신방식은 크게 분산조정함수(Distributed Coordination Function; 이하 DCF라 함) 모드와 포인트조정함수(Point Coordination Function; 이하, PCF라 함) 모드방식 2가지로 나눌 수 있다. PCF 모드는 포인트 조정자(Point Coordinator; 이하 PC라 함)라는 특수한 스테이션이 매체에 대한 경쟁이 없이 스테이션간 데이터 전송을 가능하게 하며, PC는 주로 AP가 그 역할을 한다.

독립BSS에서 무선 매체에 대한 접근은 DCF 모드로 동작한다. DCF는 충돌 검출 반송파 감지 다중 접속방식(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection; CSMA/CD)을 사용하는 유선 이더넷과는 달리 전송효율을 위해 충돌 회피 반송파 감지 다중 접속방식(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance; 이하, CSMA/CA라 함)에 기초한다. CSMA/CA방식은 먼저 채널이 빈 상태(Idle)인지 여부를 체크하고 채널이 빈 경우에 데이터를 전송하는 방식이다. 한편, 802.11 DCF 프로토콜은 CSMA/CA방식과 함께 스테이션들간의 프레임 충돌을 막기 위하여 채널이 빈 상태가 되더라도 랜덤 지연시간(Back Off)이 경과한 후에 프레임을 전송하는 방식을 채용한다.

IEEE 802.11 표준 스펙은 PCF 모드에서 하나의 프레임에 복수의 정보를 포함하여 전송할 수 있다고 규정하고 있다. 예를 들면, 데이터와 확인응답(Acknowledgement; 이하 ACK라 함), 데이터와 폴(Poll), 데이터와 ACK와 폴 , 또는 ACK와 폴을 하나의 프레임에 실어서 전송할 수 있다.

그러나 IEEE 802.11 표준 스펙에서는 하나의 프레임에 복수의 정보를 포함하여 전송할 수 있는 이른바 Piggyback을 사용할 수 있도록 데이터 프레임의 유형을 규정하고 있으나 구체적으로 언제 Piggyback을 적용할지 여부에 대한 매커니즘에 대한 언급이 없다. 실제로 전송 매체 또는 전송하여야할 데이터의 크기 등에 따라 Piggyback을 적용한 경우 Piggyback을 적용하지 않은 경우에 비해 통신 효율이 좋아질 수도 있지만, 반대로 경우에 따라서는 나빠질 수도 있다.

본 발명은 상술한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명은 무선 랜 통신에서 Piggyback의 적용여부를 결정할 수 있는 방법과 이를 적용한 무선랜 통신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선랜 통신방법은 전송 환경에 따라 Piggyback의 적용 여부를 적응적으로 결정하는 (a)단계, 및 상기 결정된 결과에 따라 프레임을 전송할 수 있을 때 2 이상의 정보를 포함하는 프레임을 전송하는 (b)단계를 포함한다. 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 프레임을 전송할 대상 스테이션에 관한 정보를 이용하여 결정한다. 상기 대상 스테이션에 관한 정보는 연속적으로 동일한 스테이션에 프레임을 전송하는 것인지 여부를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 무선랜 통신방법은 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 전송할 데이터의 특성에 관한 정보를 이용하여 결정한다. 이 때, 상기 전송할 데이터의 특성에 관한 정보는 프레임의 크기가 임계값 보다 작은지 여부를 이용하는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선랜 통신방법은 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 채널 상태에 관한 정보를 이용하여 결정한다. 이 때, 상기 채널 상태에 관한 정보는 프레임 손실율(Frame Loss Rate)이 임계값 보다 작은지 여부 또는 환산된 수신신호강도지표(Received Signal Strength Indication; 이하 RSSI라 함)가 임계값보다 큰지 여부를 이용하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 무선 랜 통신방법은 상기 (b)단계에서 2 이상의 정보를 포함하는 프레임의 유형을 데이터와 폴, 데이터와 ACK, 데이터와 폴과 ACK, 폴과 ACK가 결합된 프레임 유형 중 어느 하나의 유형으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선랜 통신방법은 상기 프레임의 전송을 무선랜의 통신방법 중 PCF 모드에서 이루어지도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 기록매체는 상기 무선랜 통신방법 중 어느 하나의 무선랜 통신방법을 수행하는 프로그램을 수록한 기록매체이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 3은 IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 PCF 모드에서의 AP와 스테이션들의 동작의 예를 보여주는 도면이다.

802.11 표준 스펙은 무선 매체에 접근하는 방법로서 PCF(Point Coordination Function)를 제공하는데 PCF 모드는 무경쟁(Contention Free) 전송이 필요할 때 사용된다. 무경쟁 서비스는 전시간에 걸쳐 제공될 수도 있지만, 대개의 경우에 PC(Point Coordinator)가 중재하는 무경쟁 서비스 기간(Contention Free Period; 이하 CFP라 함)(300)은 표준 DCF(Distributed Coordination Function) 기반 서비스와 교대로 일어난다. 매체로의 접근은 AP에 구현되어 있는 특수한 함수인 PC에 의해서 제한되므로, 결합된 스테이션은 PC가 허락한 경우에만 데이터 전송을 할 수 있다.

도 3에서 매체의 시간축은 무경쟁 서비스 기간(Contention Free Period; 이하 CFP라 함)(300) 과 경쟁 서비스 기간(Contention Period; 이하 CP라 함)(310)으로 나뉘어진다. CFP에서 매체에의 접근은 PCF에 의해 제어되며, CP의 경우는 DCF에 의해 제어된다. 무경쟁 서비스와 경쟁 기반 서비스의 교대는 무경쟁 반복 간격(Contention Free Repetition Interval)(320)이라고 부르는 일정한 간격으로 반복된다.

무경쟁 기간이 시작될 때, AP는 비콘(Beacon) 프레임(330)을 전송한다. 비콘 프레임(330)은 스테이션이 네트워크에 참여하기 위하여 참조할 파라미터를 포함할 뿐만 아니라, 스테이션이 네트워크를 찾고 인식할 수 있도록 주기적으로 전송되는 프레임이다. 인프라스트럭처 네트워크에서는 AP가 비콘 프레임의 전송을 담당한다. 비콘 통지의 한 요소(Element)는 무경쟁 기간의 최대 지속 시간인 CFP_Max_Duration(340)으로, 비콘을 수신하는 모든 스테이션은 무선 매체에의 DCF 기반 접근을 잠그기 위하여 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector; 이하 NAV라 함)(350)를 최대 지속 시간으로 설정한다. NAV란 가상 반송파 감지(Virtual Carrier Sense) 기능을 구현하는데 사용되는 것으로 대부분의 프레임은 NAV 필드에 0이 아닌 값을 포함하고 있다. 이것은 모든 스테이션에게 현재의 프레임이 전송된 후 일정 마이크로 초 동안 매체에 대한 접근을 연기해 달라고 요청하는 데 사용된다. 무경쟁 전송은 간섭을 막기 위한 추가적인 안전 장치로써 SIFS(Short InterFrame Space)(360)와 PIFS(PCF InterFrame Space)(370) 만큼 분리된다. 양 간격은 DCF 프레임 사이의 간격보다 짧으므로, 어떤 DCF 기반 스테이션도 DCF를 사용하기 위한 매체 접근을 획득할 수 없다.

AP는 무선 매체의 제어권을 획득한 후 데이터 전송을 위하여 조사 목록(Polling List)에 있는 결합 스테이션을 대상으로 폴(Poll)을 한다. 무경쟁 기간 동안 스테이션은 AP가 폴 프레임으로의 전송을 승인하는 경우에만 전송 가능하다. 조사 목록은 무경쟁 기간 동안 프레임 전송이 승인된 권한 있는 스테이션의 목록이며, 스테이션은 AP와 결합되어 있는 경우 조사 목록에 들어갈 수 있다. 결합요청은 스테이션이 무경쟁 기간 동안 조사에 응답할 수 있는지를 지시하는 필드를 포함한다.

일반적으로 무경쟁 기간 동안 모든 전송은 SIFS만큼 분리된다. PC가 매체에 대한 제어를 유지해 줄 수 있도록, PIFS가 지난 후에도 아무런 응답이 없다면 조사 목록에 있는 다음 스테이션으로 보내게 된다. 도 4의 AP는 세 번째 스테이션에 폴 프레임을 보냈는데 응답을 받지 못했으므로(380) 하나의 PIFS 동안 기다린 후에 네 번째 스테이션으로 옮겨간다. PIFS를 사용함으로써 AP는 매체에 대한 접근을 유지함을 보장하여 준다.

무경쟁 기간 동안 AP와 스테이션들은 여러 유형의 프레임을 사용할 수 있다. 무경쟁 기간 동안의 시간은 매우 귀중하여 ACK, 폴 및 데이터 전송은 효율성을 향상시킬 수 있도록 하나의 프레임으로 함께 전송될 수 있다. 이전 프레임을 전송한 스테이션에 대해서 ACK를 하고, 조사 대상 스테이션에 대해서 버퍼링된 데이터를 전송할 수 있도록 폴하고, 자신의 데이터를 조사 목록의 스테이션에 보내는 단일 프레임을 예로 들 수 있다.

무경쟁 기간 동안 사용되는 프레임의 유형은 다음과 같다.

표준 데이터 프레임은 전송할 데이터를 포함하는 프레임을 의미한다. ACK 프레임은 AP 또는 스테이션이 데이터를 수신한 경우 확인 응답을 하기 위해 전송하는 프레임이다. 폴 프레임은 조사 대상 스테이션에게 단일 버퍼링 프레임을 전송할 수 있는 권한을 주기 위하여 AP에 의해 전송되는 프레임이다. 이 때 스테이션을 위한 프레임이 있다면, AP는 데이터+폴 프레임 유형(390)을 사용한다.

데이터+ACK 프레임(392)은 ACK와 데이터 프레임의 결합이다. 데이터는 프레임 수신자에게 전송되며, ACK는 이전 프레임을 전송한 스테이션에게 전송된다. 이 프레임은 AP 또는 스테이션 모두에 의해 전송될 수 있다.

데이터+폴 프레임(390)은 조사 대상 스테이션으로 데이터를 전송하고, 조사된 스테이션이 대기 중인 프레임을 전송할 수 있도록 권한을 부여하기 위하여 무경쟁 기간 동안 인프라스트럭처 네트워크에서 AP에 의해 전송된다. 이 프레임의 몸체에 있는 데이터는 폴의 수신자를 향해야 하므로 데이터 전송 및 폴의 두 개의 동작은 두 개의 다른 수신자를 걸쳐서 분리하지 않는다.

ACK+폴 프레임은 AP의 클라이언트로부터 전송된 마지막 프레임을 ACK하고 조사 목록의 다음 스테이션으로부터 버퍼링된 프레임의 전송을 요청하기 위하여 사용된다. 이 때, ACK는 AP와 결합된 모든 스테이션으로 전송되지만 이 프레임은 조사 목록의 다음 스테이션으로 전송된다. 무경쟁 서비스 기간 동안에는 AP에 의해서만 사용된다.

데이터+ACK+폴 프레임(394)은 최대 효율을 위하여 한 프레임에 데이터, 폴 기능과 ACK를 같이 전송한다. 데이터와 폴은 같은 스테이션으로 전송되지만, ACK는 이전에 프레임을 전송한 스테이션으로 전송된다. 이 프레임은 무경쟁 기간 동안 인프라스트럭처 네트워크에서 AP에 의해 사용된다.

CF-종료 프레임(396)은 무경쟁 기간을 종료시키고, 매체의 제어를 DCF의 경쟁 기반 매커니즘으로 돌려준다. CF-종료 프레임을 이용하여 PC는 CF_Max_Duration(340)이 끝나기 전에 무경쟁 서비스를 종료시킬 수 있다. 이런 결정은 조사 목록의 크기, 트래픽 양 및 AP가 중요하다고 여기는 다른 여러 요인에 의해 이루어질 수 있다.

상기의 AP와 스테이션들의 동작은 무선랜 통신방법 중 PCF 모드에서의 동작을 설명한 것이나, DCF 모드를 사용한 무선랜 통신에서도 스테이션들이 동일한 매커니즘에 의해 동작할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PCF 모드에서의 액세스 포인트와 스테이션들간의 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 보여주는 흐름도이다.

Piggyback 적용 여부를 결정하기 위하여 먼저 프레임을 전송할 대상 스테이션에 관한 정보를 이용한다. 이 때, 대상 스테이션에 관한 정보는 연속적으로 동일한 스테이션에 프레임을 전송하는 것인지 여부 또는 대상 스테이션의 이전 전송에서의 충돌(Collision) 빈도에 관한 정보 등을 이용할 수 있다. 도 4는 대상 스테이션에 관한 정보 중 연속적으로 동일한 스테이션에 프레임을 전송하는 것인지 여부를 판단(S400)하는 경우를 보여준다. 이 때, 연속적으로 동일한 스테이션이 아닌 경우 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 종료한다.

한편, 연속적으로 동일한 스테이션인 경우 전송할 데이터의 특성에 관한 정보를 이용하는데, 도 4는 전송할 데이터의 특성에 관한 정보 중 프레임의 크기가 임계값(제1 임계값)보다 작은지 여부를 판단(S410)하는 경우를 보여준다. 프레임의 크기가 제1 임계값보다 큰 경우에는 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 종료한다. 이는 전송 중 에러가 발생할 확률은 프레임의 크기가 클수록 증가하고, Piggyback을 적용한 프레임의 전송에서 에러가 발생하는 경우 오히려 전송율(Throughput)이 감소할 수 있기 때문이다.

한편, 프레임의 크기가 제1 임계값보다 작은 경우 채널 상태에 관한 정보를 이용하는데, 도 4는 여러가지 채널 상태에 관한 정보 중 프레임 손실율(Frame Loss Rate) 및 환산된 수신신호강도지표(Received Signal Strength Indication; 이하 RSSI라 함)를 기준으로 Piggyback 적용 여부를 판단하는 경우를 보여준다. 먼저 프레임 손실율이 임계값(제2 임계값)보다 작은지 여부를 판단(S420)하여, 프레임 손실율이 제2 임계값보다 큰 경우에는 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 종료한다. 이는 프레임이 손실될 경우 프레임 손실을 복구하기 위한 작업에 많은 시간이 소요되므로 오히려 전송율(Throughput)이 감소할 수 있기 때문이다.

한편, 프레임 손실율이 제2 임계값보다 작은 경우에는 환산된 RSSI가 임계값(제3 임계값)보다 큰지 여부를 판단(S430)하여, 환산된 RSSI가 제3 임계값보다 작은 경우 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 종료한다.

한편, 환산된 RSSI가 제3 임계값보다 큰 경우 Piggyback을 적용할 수 있도록 전송할 프레임의 프레임 제어(Frame Control)의 유형 및 부유형의 값을 설정(S440)하고 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 종료한다. IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 프레임의 일반적 구조 및 사용할 수 있는 프레임의 유형과 부유형의 조합은 도 5 및 도 6에서 후술하도록 한다.

이 때, 상기 임계값들은 전송 환경에 따라 값이 달라질 수 있으므로 실험적으로 얻어진 값을 이용하는 것이 바람직하다.

도 4의 흐름도는 본 발명의 실시의 하나의 예시적 형태에 지나지 아니하므로, 프레임을 전송할 대상 스테이션이 연속적으로 동일한지 여부, 프레임의 크기가 제1 임계값보다 작은지 여부, 프레임 손실율이 제2 임계값보다 작은지 여부, 환산된 RSSI가 제3 임계값보다 큰지 여부의 조건들을 동시에 만족하는 경우뿐만 아니라, 이 조건들 중 적어도 하나의 조건을 만족하거나 상기 조건들의 임의의 조합을 만족하는지 여부를 기준으로 Piggyback 여부를 결정할 수 있다.

도 5는 IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 프레임의 일반적 구조를 보여주는 도면이다.

필드는 왼쪽에서 오른쪽으로 전송되며, 최상위 비트(Most Significant Bit)는 제일 나중에 나타난다. 프레임의 구조는 2byte의 프레임 제어 필드, 2byte의 지속/ID, 48 비트의 주소를 갖는 각 주소 필드(주소1,주소2,주소3), 2byte의 시퀀스 제어, 6byte의 주소 필드(주소4), 최대 2,312byte의 프레임 몸체, 4byte의 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된다.

프레임 제어 필드는 802.11 MAC 버전과 같은 프로토콜 버전이 기록되는 프로토콜 필드, 사용되고 있는 프레임의 유형을 구별하기 위한 유형과 부유형 필드, 프레임 제어를 위한 다양한 파라미터가 저장되는 ToDS, FromDS, 추가조각, 재시도, 전력관리, 추가 데이터, WEP, 순서 등의 필드로 이루어진다. IEEE 802.11 표준 스펙에 따라 사용할 수 있는 프레임의 유형과 부유형의 조합은 도 6에서 후술하도록 한다.

지속/ID는 여러 용도로 사용되며 지속(NAV:Network Allocation Vector) 설정 또는 무경쟁 기간 동안 전송되는 프레임(CFP) 또는 PS-조사 프레임 중 하나의 형태로 사용된다.

주소 필드는 프레임의 이동을 위한 파라미터를 저장하는데, 주소 1은 수신기용으로 사용되고, 주소 2는 송신기, 주소 3은 수신기에 의한 필터링에 사용된다.

시퀀스 제어 필드는 조각화 재조립과 중복 프레임을 버릴 때 사용되는 것으로, 4비트의 조각화 넘버 필드와 12 비트의 시퀀스 넘버 필드로 구성된다.

프레임 몸체 필드는 데이터 필드라고 불리는 것으로, 최대 2,304 바이트의 데이터를 전송할 수 있는 SEP에 의한 오버헤드(8바이트)를 수용하기 위해 2,312 바이트의 프레임 몸체를 지원한다.

FCS는 특정 단말로부터 수신된 프레임의 무결성을 검사하기 위해 사용된다.

도 6은 IEEE 802.11 표준 스펙에 따라 사용할 수 있는 프레임의 유형과 부유형의 조합을 보여주는 표이다.

프레임의 유형은 크게 관리 프레임(00)과 제어 프레임(01)과 데이터 프레임(10)이 있으며, 이 외에 아직 사용되지 않고 유보되어 있는 프레임 유형(11)이 있을 수 있다. 각 유형의 프레임들은 4비트의 부유형 필드값에 따라 구별된다. 예컨대, 관리 프레임에서 1000의 부유형을 갖는 프레임은 비콘프레임이 되고, 제어프레임에서 1101의 부유형을 갖는 프레임은 ACK 프레임이 되며, 데이터 프레임에서 0000의 부유형을 갖는 프레임은 데이터 프레임이 된다. 한편, 각 유형에는 사용되지 않고 유보되어 있는 부유형이 있음을 도 6을 통해 알 수 있다. 유보된 유형은 무선랜 제품을 구현하는 사람이 결정할 수도 있고(Vendor Defined) 개선된 MAC에 의해 사용될 수도 있다.

본 발명에서는 도 4의 흐름도에 의해 Piggyback 적용 여부가 결정되면 이에 따라 프레임의 유형 및 부유형의 조합을 설정한다. 도 6의 유형 및 부유형의 조합 중 Piggyback이 적용되는 경우에 사용할 수 있는 조합은 유형의 값이 10 이고 부유형의 값이 0001, 0010, 0011, 0111 중 어느 하나인 경우이다. 즉 데이터+CF-Ack, 데이터+CF-poll, 데이터+CF-Ack+CF-Poll, CF-Ack+CF-Poll 중 어느 하나인 경우이다. 이는 PCF모드의 경우에 가능한 조합이고 DCF 모드의 경우에도 유보된 유형을 이용하여 Piggyback 을 이용한 프레임의 전송을 정의하여 사용할 수 있다.

도 7은 전송 환경이 좋은 경우 PCF 모드에서 Piggyback을 적용한 경우의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

전송 환경이 좋은 경우란 본 발명의 실시례의 경우 도 4를 참조하여 프레임을 전송할 대상 스테이션이 연속적으로 동일한지 여부, 프레임의 크기가 제1 임계값보다 작은지 여부, 프레임 손실율이 제2 임계값보다 작은지 여부, 환산된 RSSI가 제3 임계값보다 큰지 여부 중 적어도 하나의 조건을 만족하는 경우를 의미한다. 도 7은 전송 환경이 좋은 경우 PCF 모드에서 Piggyback을 적용한 경우와 Piggyback을 적용하지 않은 경우의 통신 효율(Throughput)에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다. 도 7을 참조하여 전송환경이 좋은 경우에는 폴 시간+SIFS, SIFS+ACK 시간 만큼의 시간이 감소되므로 Piggyback을 적용하는 것이 Piggyback을 적용하지 않는 경우에 비해 통신 효율이 높아진다.

도 8은 전송 환경이 나쁜 경우 PCF 모드에서 Piggyback을 적용한 경우의 시뮬레이션 결과를 보여주는 도면이다.

전송 환경이 나쁜 경우란 본 발명의 실시례의 경우 도 4를 참조하여 프레임을 전송할 대상 스테이션이 연속적으로 동일한지 여부, 프레임의 크기가 제1 임계값보다 작은지 여부, 프레임 손실율이 제2 임계값보다 작은지 여부, 환산된 RSSI가 제3 임계값보다 큰지 여부의 조건을 하나도 만족하지 않는 경우를 의미한다. 도 8은 전송 환경이 나쁜 경우 PCF 모드에서 Piggyback을 적용한 경우와 Piggyback을 적용하지 않은 경우의 통신 효율(Throughput)에 대한 시뮬레이션 결과를 보여주고 있다. 도 8을 참조하여 전송환경이 나쁜 경우에는 Piggyback을 적용하는 것이 Piggyback을 적용하지 않는 경우에 비해 통신 효율이 오히려 낮아진다. 전송 환경이 나쁜 경우에는 데이터+ACK 또는 데이터+폴 프레임의 크기가 ACK 또는 폴 프레임의 크기보다 커지므로 Piggyback을 적용하게 되면 프레임 전송에 실패할 확률이 높아지게 된다. 프레임 전송에 실패할 경우 오류 복구에 오버헤드가 발생하기 때문에 Piggyback을 적용하는 경우가 Piggyback을 적용하지 않는 경우에 비하여 통신 효율이 떨어지게 된다. 이에 따라 Piggyback의 채용여부를 결정할 수 있는 매커니즘이 필요하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 앞서 설명한 상세한 실시예에서는 무선 랜 통신방법 중에서 PCF 모드에서의 Piggyback의 적용에 대해서 주로 설명하였으나, 이는 예시적인 것이다. 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 DCF 모드에서 Piggyback의 적용을 위한 프레임의 유형을 정의하여 사용할 경우에는 DCF 모드를 사용한 무선 랜 통신에서도 Piggyback의 적용이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 상술한 설명에서는 AP 또는 스테이션들이 자신에 대한 Piggyback 적용 여부를 판단하여 자신이 프레임을 전송할 경우에 대해서 주로 설명하였으나, 자신이 결정할 Piggyback 적용 여부나 적용 여부를 판단하기 위한 정보를 다른 스테이션들에게 전송하여 다른 스테이션들이 Piggyback 적용여부를 결정할 수 있도록 할 수도 있다.

따라서 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명에 따르면, 무선랜 통신에서 전송 환경에 따라 Piggyback 적용 여부를 적응적으로 결정하여 그 결정에 따라 프레임을 전송함으로써 데이터의 전송효율을 높일 수 있다. 이를 위해 본 발명은 최대한 기존의 표준 스펙을 수정하지 않고도 동작할 수 있는 매커니즘을 제공한다.

도 2는 IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 매체접근제어(Medium Access Control; 이하, MAC이라 함)의 구조를 보여주는 도면이다.

도 3은 IEEE 802.11 표준 스펙에 따른 포인트 조정 함수(Point Coordination Function; 이하 PCF라 함) 모드에서의 액세스 포인트(Access Point; 이하, AP라 함)와 스테이션들의 동작의 예를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 PCF 모드에서의 AP와 스테이션들간의 Piggyback 적용 여부를 결정하기 위한 과정을 보여주는 흐름도이다.

Claims

전송 환경에 따라 Piggyback의 적용 여부를 적응적으로 결정하는 (a)단계;

상기 결정된 결과에 따라 프레임을 전송할 수 있을 때 2 이상의 정보를 포함하는 프레임을 전송하는 (b)단계를 포함하는 무선랜 통신방법
제1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 프레임을 전송할 대상 스테이션에 관한 정보를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제2항에 있어서, 대상 스테이션에 관한 정보는 연속적으로 동일한 스테이션에 프레임을 전송하는 것인지 여부를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 전송할 데이터의 특성에 관한 정보를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제4항에 있어서, 전송할 데이터의 특성에 관한 정보는 프레임의 크기가 소정의 임계값보다 작은지 여부를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제1항에 있어서, 상기 (a)단계에서 Piggyback의 적용 여부는 채널 상태에 관한 정보를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제6항에 있어서, 상기 채널 상태에 관한 정보는 프레임 손실율(Frame Loss Rate)이 소정의 임계값보다 작은지 여부를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제6항에 있어서, 상기 채널 상태에 관한 정보는 환산된 RSSI가 소정의 임계값보다 큰지 여부를 이용하는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제1항에 있어서, 상기 (b)단계에서 2 이상의 정보를 포함하는 프레임의 유형은 데이터와 폴, 데이터와 ACK, 데이터와 폴과 ACK, 폴과 ACK가 결합된 프레임 유형 중 어느 한 유형인 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제1항에 있어서, 상기 프레임의 전송은 무선랜의 통신방법 중 PCF 모드에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 무선랜 통신방법
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 무선랜 통신방법을 수행하는 프로그램을 수록한 기록매체