KR20050122235A - 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 최적 용량 송신을 위한시스템 토폴로지 - Google Patents

무선 근거리 통신 네트워크를 통한 최적 용량 송신을 위한시스템 토폴로지 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 방법은, 포인트 조정 기능(PCF; Point Coordination Function) 동작을, CSI에 기반한 상응하는 최적 수신기 검출 기법과 결합된 송신기 측에서의 CSI에 기반한 코히어런트 가중치 중 몇 가지를 채택하는 PHY 사양을 가지는, 현재 및/또는 향상된 IEEE MAC 사양의 기반구조 모드로 번들링(bundling)함으로써, 고속 전송률/용량을 구현하는 다중-안테나 시스템용 최적 토폴로지를 제공한다. 특히, CSI는 제어 메시지로부터 측정되므로, 데이터 메시지들 및 제어 메시지들이 분리된다. IEEE 802.11의 경합 기간(contention period)에는, RTS/CTS 교환이 CSI를 위하여 이용되고, 데이터 메시지는 CTS 이후에 전송된다. 경합이 없는 기간에는, PC로부터의 폴(poll)이 데이터 프레임으로부터 분리되고, 폴링된 국은 데이터 메시지를 송신할 수 있는 첫 번째 기회를 갖는다. 이와 같이 토폴로지가 변경되면, 교환될 다양한 시나리오의 데이터 및 제어 메시지들을 위한 CFP 내의 프레임 교환 포맷에 다양한 변화가 생기게 된다.

Description

무선 근거리 통신 네트워크를 통한 최적 용량 송신을 위한 시스템 토폴로지{System topologies for optimum capacity transmission over wireless local area networks}
본 발명은 2003년 4월 4일에 미국 특허청에 출원된, 계류중인 미국 가특허출원 제60/460,533호를 기초로 우선권을 주장한다.
본 발명은 일반적으로 무선 근거리 통신망(WLAN)에 관한 것이며, 특히 다중-채널 무선 시분할 듀플렉스(TDD, time division duplex) 시스템을 위한 토폴로지로서, 채널 상태 정보(CSI, channel state information)가 획득될 수 있고 데이터 전송률(data throughput)을 최적화할 수 있도록 하는 토폴로지에 관한 것이다.
고성능 컴퓨터들이 근거리 통신 네트워크(LAN)라고 불리는 통신 네트워크에서 서로 연결됨으로써, 선결된 세트(predefined set)에 속하는 개인용 컴퓨터의 사용자로 하여금 서로 파일을 공유할 수 있도록 한다. 종래 기술에 의한 하드웨어로 구현된 근거리 통신 네트워크(LAN)들은 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)에 의하여 추월되고 있는데, 그 이유는 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)가 증가되는 용량(capacity)을 구현하기 때문이다. 일반적으로, 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)를 위한 데이터 프로토콜들은 통신 시스템의 계층(layer) 또는 레벨(level)들 내에 구조화되는데, 각 계층들은 해당 네트워크 내의 다양한 개체들 간의 상호 동작 가능성을 용이하게 한다.
무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)에 대한 전기 및 전자 공학 협회(IEEE, Institute of Electrical and Electronic Engineers) 표준인 IEEE 801.11은 물리적(PHY) 계층 및 미디어 액세스 콘트롤(MAC, Media Access Control) 계층에 대한 프로토콜들을 제공하는데, 이 프로토콜들은 도 1a에 도시된 블록도로서 도시된다. 802.11 표준은 계속 진화되지만, 본 명세서의 후술되는 설명들은 현재 상태로의 802.11 표준에 관한 것이다. 물리적(PHY) 계층(21)은 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)에서 동작하는 국(station) 또는 노드들의 하드웨어를 위한 프로토콜을 제공한다. 여기서 국은 이동국(mobile station)일 수 있으며, 무선 동작 가능한 랩톱 또는 데스크톱 개인용 컴퓨터와 같은 것일 수도 있다. 물리적(PHY) 계층(21)은 이러한 국들 간의 데이터 송신에 관한 것이며 현재 물리적(PHY) 계층에는 서로 상이한 네 개의 타입들이 존재하고, 이 타입들은 직접 시퀀스 스프레드 스펙트럼(DSSS; direct sequence spread spectrum; 22), 주파수-호핑 스프레드 스펙트럼(FHSS; frequency-hopping spread spectrum; 23), 적외선(IR) 펄스 변조(24), 및 직교 주파수-분할 다중화(OFDM; orthogonal frequency-division multiplexing) 등이 있다.
미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층(25)은 공유된 대역폭 또는 매체의 사용 순서를 유지하는 프로토콜들의 집합이며, 802.11 표준은 2가지 통신 모드들을 정의하고, 이들은 강제적 분산 조정 기능(DCF, Distributed Coordination Function; 26) 및 광학적 포인트 조정 기능(PCF, Point Coordination Function; 27)이다. 기본 서비스 셋(BSS; Basic Service Set; 31)은 도 1b에 도시되는데, 기본 서비스 셋은 단일 조정 시스템(single coordination)의 제어를 받는 국들(32)의 그룹으로서 정의되며, 이들은 802.11에서 액세스 포인트(AP; 33)이라고도 불릴 수 있는 포인트 조정자(Point Coordinator; PC)라고 명명된다. 기본 서비스 셋(BSS)은 대략적으로 어느 기지국의 단일 셀 내에 있는 이동 전화 사용자들의 그룹과 유사하고, 이 경우 기지국이 액세스 포인트(AP; 33)로서 사용된다. 개념적으로, 기본 서비스 셋(BSS) 내의 모든 국들은 해당 기본 서비스 셋(BSS) 내의 다른 모든 국과 통신할 수 있으나, 다중 경로 페이딩(multipath fading) 또는 근접 기본 서비스 셋(BSS)들로부터의 간섭 등에 기인한, 송신 매체의 열화 현상 때문에 '숨겨진' 국(hidden station)들이 발생될 수 있다. 802.11 표준은 두 가지 네트워크 타입으로서, 애드 혹(ad hoc) 및 기반구조(infrastructure)를 제공한다. 애드-혹 네트워크 내의 개별 국들은 기본 서비스 셋(BSS)으로 그룹화될 수 있으나, 해당 기본 서비스 셋(BSS) 내의 모든 국들은 모든 트래픽을 중앙 액세스 포인트(centralized AP)를 통하여 채널링하지 않고 해당 기본 서비스 셋(BSS) 내의 모든 다른 국과 직접 통신할 수 있다. 애드-혹 네트워크의 좋은 예시의 하나는 종업원들이 파일을 통신 및 공유하기 위한 랩톱 컴퓨터를 모두 가지고 모이는 미팅의 경우이다. 국들 중 하나는 포인트 조정자로서 동작하여 송신을 조정(coordinate)하고 충돌을 방지하지만, 애드-혹 네트워크 내의 개인용 컴퓨터(PC)는 기본 서비스 셋(BSS, 31)를 다른 기본 서비스 셋(BSS) 또는 다른 네트워크로 링크할 수 있는 액세스 포인트(AP, 33)로서 동작하지는 않는다. 반대로, 기반구조 네트워크는 하나 또는 그 이상의 고정형 네트워크 액세스 포인트(AP; 33)들을 이용하는데, 이러한 액세스 포인트(AP; 33)를 통하여 무선국(wireless station)들이 기본 서비스 셋(BSS; 31)을 초과하여 통신할 수 있다. 이러한 네트워크 액세스 포인트(AP; 33)들은 가끔은 해당 기본 서비스 셋(BSS)을 다른 기본 서비스 셋(BSS)과 브리징(bridge)하는데 이용됨으로써, 확장된 서비스 셋(ESS; extended service set)을 형성하거나, 및/또는 해당 기본 서비스 셋(BSS)을 인터넷 또는 종래의 인트라넷과 같은 유선 네트워크에 브리징하는데 이용되는데, 이는 도 2a에 도시된 바와 같다. 만일 액세스 포인트(AP, 33) 서비스 지역들이 중첩된다면, 이동 전화 서비스를 위하여 공통 사용되는 셀룰러 네트워크와 유사한 액세스 포인트(AP, 33) 사이에서 이동되는 로밍 국들에 핸드오프(handoff) 현상이 발생될 수 있다. 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층에서, 분산 조정 기능(DCF)은 애드-혹 네트워크 및 기반구조 네트워크 모두에서 동작된다. 그러나, 분산 조정 기능(DCF)이 액세스 포인트(AP, 33)를 요구하기 때문에, 분산 조정 기능(DCF)은 기반구조 네트워크 내에서만 동작할 수 있다.
단일 기본 서비스 셋(BSS) 내의 국들 간의 충돌(동시 송신) 현상을 방지하는 것은, 어느 무선국이 송신하는 동안에, 그 무선국은 자신의 송신을 방해할 수 있는 다른 트래픽이 해당 송신 매체(채널 또는 채널들)에 존재하는지 모니터링할 수 없다는 사실 때문에 난해하다. 예를 들어, 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN) 내에서 송신하는 동안에 리스닝(listening)할 수 없는 불가능 현상으로부터 대두되는 한 문제점은 "감춰진 노드(hidden node)" 라고 불린다. 도 1b에 도시된 바와 같이 단일 기본 서비스 셋(BSS) 내에 국들인 A, B, 및 C가 존재하고, 이 중 국 B가 국 A 및 C 사이에 물리적으로 위치한다고 가정한다. 만일 국 A 및 C가 거리상 문제 또는 다른 문제들 때문에 서로 직접적으로 통신할 수 없다면, 국 A 및 국 C는 서로로부터 숨겨진다. 만일 충돌 조정 기술(collision control scheme)이 존재하지 않는다면, 국 A는 해당 채널을 리스닝하고, 해당 채널이 사용 중이 아니라는 것을 감지하고, 패킷을 국 B에 송신한다. 국 C가 국 B에 송신하고 있는지 여부는, PC에 의하여 조정 작업(coordination)이 수행되지 않는다면, 국 A에는 알려지지 않는다. 국 A 및 국 C로부터 동시에 국 B로 송신을 하면 충돌이 발생하고, 송신 동작이 분실될 수 있는데, 그 이유는 기본 서비스 셋(BSS, 31) 내의 모든 국들이 동일한 채널을 통하여 통신하기 때문이다.
분산 조정 기능(DCF)은 시간 지연 기법에 기반하여 국들로 하여금 송신하기 전에 대기하도록 하는 우선 순위 부여 동작(prioritizing)을 통하여 충돌을 최소화하려 한다. 분산 조정 기능(DCF)에서, 송신할 데이터 메시지를 가지고 있는 각 국(32)은 경합 기간(contention period; CP; 29)이라고 불리는 동안에 해당 기본 서비스 셋(BSS) 채널 내에 사용 가능한 후속 슬롯이 나올 때까지 경합한다. 다양한 국들의 시간 지연은 임의적인 요소를 가지고 있으나, 프로시저에 따르면, 오랜 시간 동안 대기한 국이 더 오래 기다린 만큼 우선 순위에서 상위로 올라간다는 것을 보장한다. 분산 조정 기능(DCF)의 우선 순위 부여 프로토콜은 상세히 후술된다. 어느 국이 자신의 데이터 메시지를 전송하면(이 메시지는 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 서비스 데이터 유닛(MDSU, MAC Service Data Unit) 내에 포함된다), 해당 국은 다른 모든 대기 중인 국과 경합하여 사용 가능한 다른 슬롯을 차지해야 한다. 포인트 조정 기능(PCF)이 제공됨으로써 한 국으로부터 수신된 시간에 민감한 데이터가 단일 MAC 서비스 데이터 유닛(MDSU) 내에서 조합될 수 없는 상황을 회피하는데, MAC 서비스 데이터 유닛(MDSU)은 최대 길이에 의하여 한정된다. 예를 들어, 국 A는 3 개의 MAC 서비스 데이터 유닛(MDSU)에 해당하는 오디오 또는 비디오 클립을 국 B로 전송하고자 할 수 있는데, 해당 MAC 서비스 데이터 유닛(MDSU)의 각 송신 슬롯을 개별적으로 경합함으로써, 수신된 클립이 해독 불가능(undecipherable)하게 되는 현상이 발생될 수 있다. 비록 수신 국의 버퍼를 상대적으로 크게 하면 무의미하지 않은 만큼의 시간 지연 이후에 수신된 클립 부분들을 저장 및 재조합할 수 있지만, 이러한 옵션은 일반적으로는 실용적인 것으로 판단되지 않는데, 그것은 전력 소모가 작아야 한다는 것과 무선국의 물리적 크기가 작아야 한다는 두 가지 한정 조건 때문이다. 구현될 경우, 포인트 조정 기능(PCF)은 분산 조정 기능(DCF)에 비하여 높은 우선 순위를 가지게 되고, 국 A가 타임 슬롯을 획득하기 위하여 경쟁하지 않고 자신의 데이터 메시지들을 전송할 수 있도록 하는 경합이 없는 기간(CFP; contention free period; 28)이 설정된다. 경합이 없는 기간(28) 동안에, 다른 국들은 대기하거나, 경합이 없는 기간(CFP; 28) 동안 또는 경합 기간(CP; 29) 동안에 수신되는 PC로부터의 폴(poll)을 대기하는데, 경합 기간(CP; 29) 동안에 다양한 국들은 분산 조정 기능(DCF)에서와 같이 슬롯을 획득하기 위하여 경합한다. 포인트 조정 기능(PCF)에 대한 추가적인 사항은 후술된다.
역사적으로, 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN) 시스템의 개발 및, 일반적으로는 무선 시스템의 개발은 두 가지 경로를 거쳐 왔는데, 그 하나는 물리적(PHY) 계층의 사양에 관심을 맞춰왔고, 다른 하나는 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층에 관심을 두었다. 예를 들어, IEEE 802.11(e) 태스크 그룹은 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층의 향상을 도모하고 있는데, 그 목적은 물리적(PHY) 계층의 전송률과 관계없이 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층의 전송률을 향상시키는 것이다. IEEE 802.11(g) 태스크 그룹은 2.4GHz 범위에서 초당 20 메가비트(Mbps) 이상의 속도로 데이터를 전송하는 것을 용이하게 하는 물리적(PHY) 계층의 사양을 개발했는데, 이때 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층에는 최소한의 변화만이 필요할 뿐이다. 비록 이 두 개의 워킹 그룹들이 동시에 작동하긴 하지만, 현실적으로 두 그룹들 간에 상호 작용은 거의 없는 것으로 보인다. 이러한 그룹들의 단일 계층에 대한 관심 때문에, 좀더 전체적인 접근법이 가져올 수 있는 장점들은 인식된 바 없다.
최근에, IEEE는 802.11에 대한 고속 전송률 연구 그룹(HTSG, High Throughput Task Group)을 개선하였으며, 이러한 고속 전송률 연구 그룹(HTSG)의 목적은 현재의 IEEE 802.11 표준에 의하여 실현 가능한 것보다 더 높은 전송률을 제공하는 것이다. 이와 같은 고속 전송률 연구 그룹(HTSG)은 물리적(PHY) 계층 및 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층들이 분리된 이후에 최초로 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 계층 및 물리적(PHY) 계층 모두에 수정을 가하는 첫 번째의 개발 과정이 될 것이다. 최근의 논문은 현재 IEEE 미디어 액세스 콘트롤(MAC) 및 물리적(PHY) 계층은 동작 모드 당 1000 바이트 패킷 당 0.2Mbps에 해당하는 전송률에 한정된다는 것을 보여준다. 그러므로, 현존하는 54Mbps의 대역폭은 1000 바이트 패킷에 대하여 약 28Mbps의 전송률을 가진다. 동일한 속도를 유지한다면, 108Mbps의 데이터율은 1000 바이트 패킷에 대하여 56Mbps의 전송률을 제공한다.
채널 상태 정보(CSI)가 송신기 및 수신기 모두에 공지되고, 이 장치들 모두에서 사용되어야 최적 용량(optimum capacity)이 얻어질 수 있으며, 다중 입력/수신 안테나 및/또는 다중 출력/송신 안테나들(MIMO) 시스템들은 모든 송수신기에 대해서 오직 하나의 안테나만을 채택하는 좀더 이전의 종래 기술에 의한 시스템들에 비하여 더 높은 용량을 제공한다는 점이 공지되었다. 예를 들어, 채널 상태 정보(CSI)를 알면, 시간에 민감한 대역폭이 전부 이용되도록 하지 않고, 송신기로 하여금 각 채널의 전체 채널 용량을 사용할 수 있도록 하는 방식으로 상이한 채널들 간에 데이터를 파싱(parsing)하도록 한다. 코드 분할 다중 접속(CDMA)은 피드백 채널을 예약함으로써 채널 상태 정보(CSI)를 송신기에 제공한다. 불행하게도, 피드백 채널을 통한 채널 상태 정보(CSI)는 피드백 지연 및 변화되는 채널의 특성들에 따라서 완전하지 않다. 그럼에도, 802.11 표준은 피드백 채널을 수반하지 않으며, 채널 상태 정보(CSI)에 기반한 802.11의 물리적 사양이 존재하지 않고, 어떤 개발자들은 표준 내에 채널 상태 정보(CSI)가 없기 때문에 802.11의 후속 버전에서 피드백 채널 상태 정보(CSI)를 채택하는 것을 방해한다고 믿는다.
그러므로, 관련 기술 분야에서는 현재의 무선 근거리 통신 네트워크(WLAN) 국들과 역방향 호환성을 가지는 변화들을 부가하는 다중-안테나 무선 시스템을 위한 최적 전송률/용량 토폴로지를 제공할 필요성이 대두된다.
도 1a는 802.11에서 MAC 및 PHY 계층 구조들을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 1b는 분산 시스템(Distribution System)에 의해 유선 네트워크로 연결되는 BSS's를 도시하는 선행 기술 블록도이다.
도 2a는 순수한 DCF(pure DCF)를 구현하는 정규의 시스템상에서 CFP 오버레인(CFP overlain)을 도시하는 선행 기술의 타이밍도이다.
도 2b는 도 2a와 유사하지만, 본 발명에 따른 변화들을 반영하고 있다.
도 2c는 도 2b와 유사하지만, 데이터 패킷들의 다른 교환을 도시하고 있다.
도 2d는 도 2b와 유사하지만, 데이터 패킷들의 또 다른 교환을 도시하고 있다.
도 3은 경합 기간(contention period) 동안 RTS/CTS 프레임 교환을 도시하는 타이밍도이다.
도 4는 IEEE 802.11 MAC에서 프래그멘테이션(fragmentation)을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 5는 IEEE 802.11 데이터 프레임 포맷을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 6은 ACK 프레임을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 7은 PS-Poll 컨트롤 프레임을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 8은 RTS 컨트롤 프레임을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 9는 CTS 및 ACK 컨트롤 프레임을 도시하는 선행 기술의 블록도이다.
도 10은 레일레이 채널들(rayleigh channels)에서 2×2 용량 곡선들의 그래프이다.
도 11은 본 발명에 따른 최적의 토폴로지를 위한 PDSU이다.
다행스럽게도, 본 발명에서 구현되는 이러한 문제에 대한 해결책이 존재한다. 위에서 언급된 바와 같이, 송신기(transmitter)에서 CSI에 기초한 IEEE 801.11 표준의 물리적 계층 사양들(specifications)은 존재하지 않는다. 경합이 없는 기간(Contention Free Period, CFP)의 동작은 여기서 참조로서 통합된 IEEE 802.11(e) 드래프트 표준에서 기술되어 있다. 물리적 계층 표준 802.11(a), 802.11(b), 또는 802.11(g)에 의존하여, CFP 변경(modulation)은 그들의 동작 모드들 중 하나로부터 유도된다.
본 발명의 실시예에 따른 시스템은 CSI에 기초한 대응하는 최적의 수신기 검출과 관련하여 송신기에서 CSI에 기초하여 어떠한 형식의 코히어런트 가중치(coherent weighting)를 사용하는 PHY 사양들을 가진 개선된 IEEE MAC 및/또는 현재의 기반구조 모드에서 포인트 조정 기능(PCF; Point Coordination Function) 동작을 제공함으로써, 더 높은 전송률(throughput)/용량(capacity)에 전용되는 멀티-안테나 시스템을 위한 최적의 토폴로지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 WLAN의 다중의 부-채널들을 통해 통신하는 방법이다. 상기 방법은 데이터 메시지와 결합되지 않은 제어 메시지를 제1 네트워크 엔티티로부터 제2 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 제어 메시지는 예를 들면, CP 동안의 CTS 메시지 또는 CFP 동안의 폴(poll)일 수 있지만, 어느 경우에서도 상기 제어 메시지는 무선 네트워크에서 적어도 2개의 엔티티 간 무선 전송의 시퀀스를 용이하게 하는 것이다. 진보적인 방법에서, 상기 제어 메시지는 제2 네트워크 엔티티에서 수신되며, 상기 제2 네트워크 엔티티는 채널 상태 정보(CSI; Channel Status Information)를 얻기 위해 상기 제어 메시지를 사용한다. CSI는 적어도 무선 네트워크의 제1 및 제2 부-채널의 용량들을 결정하고, 어느 것이 더 큰 용량을 가지는지를 결정하는데 사용된다. 전송되는 데이터 메시지는 적어도 제1 및 제2 데이터 메시지 세그먼트로 나누어지며, 여기서 세그먼트들의 상대적인 크기들은 부-채널들의 상대적인 용량들에 기초한다. 그 자체의 분할(division)은 바람직하게는 부-채널들의 가변 용량들을 사용하기 위해 당해 분야에서 알려진 워터-필링(water-filling) 또는 아이겐모드(eigenmode)를 통한다. 제1 부-채널이 더 큰 용량을 가진 것으로 결정될 때, 제1 데이터 메시지 세그먼트는 제2 데이터 메시지 세그먼트보다 더 큰 크기로 정의될 것이다. 더욱이, 상기 방법에서 및 제어 메시지를 수신함에 응답하여, 제2 네트워크 엔티티는 무선 네트워크의 제2 부-채널을 통해 제2 데이터 메시지 세그먼트를, 그리고 제1 부-채널을 통해 제1 데이터 메시지 세그먼트를 전송한다. 이와 같이, CSI가 얻어지며, 반드시 제어 메시지들이 아니지만, 분할된 데이터 메시지를 전송하는데 사용된다.
특정 실시예에서, 제1 네트워크 엔티티는 경합이 없는 기간(CFP) 동안 무선 네트워크 기본 서비스 셋(Baic Service Set, BSS)의 포인트 조정자(PC; Point Coordinatator)이며, 제어 메시지는 제2 네트워크 엔티티의 폴(poll)이며, PC는 제1 네트워크 엔티티에 대해 데이터 메시지와 결합된 ACK 메시지를 가지고 응답한다. 바람직하게는, PC가 제2 네트워크 엔티티의 폴과 같은 CFP 동안 제3 네트워크 엔티티의 폴을 전송하고, PC가 SIFS와 같은 제1 시간 주기 내에 제3 네트워크 엔티티로부터 응답을 수신하는데 실패한다면, PC는 제1 시간 주기보다 2배가 넘지 않는 PIFS와 같은 제2 시간 주기내에서 제4 네트워크 엔티티에 폴링(poll)한다. 상기 PC가 데이터 메시지와 결합된 ACK 메시지를 네트워크 엔티티로부터 수신하는 경우에, PC는 경합이 없는 기간의 마지막을 알리는 개별 제어 메시지와 결합된 ACK 메시지로 응답할 수 있다. 802.11 표준에서, 예를 들면 PC로부터의 그러한 메시지는 결합된 ACK 및 CFP-종료 메시지일 것이다.
더욱이, 본 발명의 다른 태양에 따르면, 상기 방법이 경합이 없는 기간(CFP) 동안 실행되며, 제1 네트워크 엔티티가 포인트 조정자(PC; Point Coordinator)이며, 제어 메시지가 제2 네트워크 엔티티의 제1 폴일 때, 폴링된 국(polled station)이 그의 폴링에 응답하지 않는 경우가 존재한다. 위의 기간(terms)과의 혼동을 방지하기 위해, 개시 네트워크 엔티티(initial network entity) 또는 국의 개시 폴(initial poll)은 제2 네트워크 엔티티 또는 국의 폴에 앞서 발생한다고 가정한다. 데이터 부분이 없는 제어 메시지를 PC로부터 제2 네트워크 엔티티로 전송하기에 앞서, 바람직하게 상기 방법은 데이터 메시지 없는 개시 폴(initial poll)을 PC로부터 개시 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 또한 포함한다. SIFS와 같은 제1 시간 주기내에 개시 네트워크 엔티티로부터의 개시 폴에 대한 응답을 PC가 수신하는데 실패할 때, 바람직하게는 상기, PC는 제1 시간 주기보다 큰 PIFS와 같은 제2 시간 주기내에서 위에서 기술된 바와 같이 제2 네트워크 엔티티의 제1 폴 또는 개시 네트워크 엔티티 중 어느 하나로 데이터 메시지를 전송한다.
또한, 본 발명은 CFP 동안에 국간의 데이터 통신을 하기에 적합할 수 있다. 위에서 요약된 방법이 CFP 동안 실행되는 경우에, 그의 다양한 세그먼트들의 데이터 메시지가 제2 네트워크 엔티티로부터 포인트 조종자(PC)가 아닌 제3 네트워크 엔티티로 부-채널들을 통해 전송된다. 그러한 경우에서, 데이터 메시지 세그먼트들을 수신하는 것에 응답하여, 상기 방법은 상기 제3 네트워크 엔티티가 제1 시간 주기 내에 ACK 메시지를 제2 네트워크 엔티티로 전송하는 단계를 더 포함한다. 다음에, PC는, 제3 엔티티로부터의 ACK 메시지에 이어서 제1 시간 주기의 2배보다 적은 시간 주기 내에서, 제2 네트워크 엔티티로부터 제3 네트워크 엔티티로 전송된 적어도 하나의 데이터 메시지 세그먼트로부터 측정된 CSI에 기초하여 데이터 메시지 세그먼트들로 나누어진 데이터 메시지를 제2 네트워크 엔티티로 전송하거나 또는 폴을 네트워크로 전송하는 것 중 어느 하나를 할 수 있다. 만약, PC가 제2 및 제3 국들로 하여금 그들 사이에서 다수의 데이터 메시지들을 교환하도록 허용한다면, 상기 PC는 전송 전에 PIFS를 기다릴 것이다. 만약 PC가 제2로부터 제3 엔티티로 단지 하나의 응집력 있는 데이터 메시지(cohesive data message)만을 허용한다면, 그것은 제3 엔티티로부터 제2 엔티티로의 ACK 메시지 이후에 단지 하나의 SIFS만을 기다릴 필요가 있거나, 제2 엔티티로부터 제3 엔티티로의 데이터 메시지 이후에 하나의 PIFS를 기다릴 필요가 있다.
위의 방법에서, 바람직하게는 네트워크 엔티티들 중 적어도 하나는 이동 전화와 같은 이동국이다. 여기서 사용된 용어 이동국은 개인 휴대용 정보 단말기들(PDAs; Personal Digital Assistants), 휴대용 통신기들, 셀룰러 전화들과 같은 전화 능력(telephonic capability)을 가진 어떠한 휴대용 전자 장치를 포함하며, 또한 위의 것들이 결합된 이동국의 기능 또는 용량을 확장하는 다양한 액세서리들을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예는 본 출원서의 우선일(priority date)에 관해 존재하는 IEEE 801.11 표준에 따른 무선 네트워크를 통해 데이터를 전달하는 방법이다. 이러한 실시예에서, IEEE 801.11 표준에 대한 개선점은 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS; Short InterFrame Space)에 의해 경합이 없는 기간(CFP)에 있는 동안에 적어도 포인트 조정자(PC)에 의해 전송된 데이터 메시지 및 폴(poll)을 분리하는 단계를 포함한다. 이것은 이하에서 언급되는 적어도 하나의 가능한 예외와 함께, PC로부터 전송되는 데이터 메시지들이 CSI를 안다는 장점을 가지고 전송되도록 허용한다.
바람직하게는, CSI는 또한 RTS/CTS(Request-to-Send/Clear-to-Send) 교환 동안의 경합 기간(CP; Contention Period) 동안에 얻어진다. 그러한 경우에서, CSI는 RTS를 전송하는 국으로부터 CTS를 전송하는 국으로의 데이터 메시지를 파싱하기 위하여 적어도 제1 및 제2 부-채널의 상대적인 용량들을 결정하는데 사용된다. 구체적으로, RTS-전송 국으로부터의 데이터 메시지는 적어도 제1 크기를 정의하는 제1 데이터 메시지 세그먼트 및 더 작은 제2 크기를 정의하는 제2 데이터 메시지 세그먼트로 파싱된다. 상대적인 세그먼트 크기들은 측정된 CSI에 의해 결정된 바와 같이 제1 및 제2 부-채널의 상대적 용량들에 기초한다. 더 큰 제1 데이터 메시지 세그먼트는 더 큰 용량의 제1 부-채널을 통해 전송되며, 더 적은 제2 데이터 메시지 세그먼트는 더 적은 용량의 제2 부-채널을 통해 전송된다. 모든 데이터 메시지를 파싱하는 것은 예컨대 당해 분야에서 알려진 워터-필링 기술들(water-filling technique) 또는 아이겐모드(eigenmode)에 의한 경우와 같은 측정된 CSI에 의해 결정되는 상대적인 부-채널 용량에 기초한다.
다시 CFP를 고려하면, 바람직하게는 본 발명의 이러한 실시예는 5개의 가능한 메시지들 중 단지 하나만을 전송하기 위해 PC를 제한하는데, 상기 5개의 메시지들은 다음과 같다: 폴(poll); 측정된 CSI에 따라 검색되고, 적어도 2개의 부-채널 간에 전송되는 데이터 메시지; 분석되고 ACK 메시지와 결합되어 전송되는 데이터 메시지; CFP-종료 메시지; 및 ACK 메시지와 결합된 CFP-종료 메시지이다. 역으로, 현재 802.11은 데이터 메시지가 폴 메시지(poll message)와 결합되도록 허용하며, ACK가 CFP-End 메시지와 결합될 수 있도록 제공하지 않는데, 그 이유는 현재 존재하는 표준에 따라 후자가 결합될 기회가 없기 때문이다. 바람직하게는, PC는 데이터 메시지를 단지 ACK 메시지로만 결합할 수 있으며, 그렇지 않고 데이터 메시지는 어떠한 다른 메시지와 결합될 수 없다.
바람직하게는, PC는 하나의 SIFS내의 그의 폴(poll)에 대해 같은 네트워크 엔티티로부터의 응답의 비수신시에만 유효한 측정된 CSI가 없는 데이터 메시지를 국으로 전송하도록 허용된다. 가장 바람직하게는, PC는 유효한 측정된 CSI 또는 추정된 CSI 중 어느 하나를 가진 데이터 메시지만을 전송할 수 있다.
PC 및 폴링된 국(polled station) 각각이 전송할 데이터 메시지를 가지는 경우에, 802.11 표준과 비교하여 본 발명의 한가지 차이점은 폴링된 국은 바람직하게는 그의 데이터 메시지를 우선 전송하도록 허용된다는 점이다. 바람직하게는, PC가 국에 폴링하는 시간 및 PC가 다음에 전송하는 시간 사이에서, 폴링된 국은 폴링된 국 및 다른 국 사이의 채널에 대해 측정된 유효한 CSI를 사용하지 않고도 데이터 메시지를 (PC가 아닌) 다른 국으로 전송할 수 있다. 이러한 경우에, PC가 다음에 전송하도록 허용된 시간에 앞서서 다른 국은 ACK 메시지를 폴링된 국으로 전송할 기회(하나의 SIFS)를 부여받는다.
본 발명의 다른 실시태양은 무선 로컬 영역 네트워크를 통해 통신하기 위한, 이동국, 포인트 조정자, 액세스 포인트 또는 WLAN 상의 어떠한 다른 엔티티와 같은 네트워크 엔티티이다. 상기 네트워크 엔티티는 무선 근거리 통신 네트워크의 엔티티로부터 적어도 2개의 부-채널들을 통해 제어 메시지를 수신하기 위한 수신기를 포함한다. 제어 메시지는 바람직하게는, CTS 메시지 또는 폴(poll)이다. 이동국은 또한 제1 부-채널의 용량 및 상기 제어 메시지로부터 측정된 채널 상태 정보(CSI; Channel State Information)에 기초하여 제2 부-채널의 용량을 결정하기 위한 프로세서를 가지고 있다. 상기 프로세서는 제1 및 제2 부-채널들의 상대적인 결정된 용량들에 기초하여 데이터 메시지를 적어도 제1 및 제2 세그먼트들로 분석하기 위한 수단을 더 포함하고 있다. 전송 및 수신 기능들 모두에서 다중-채널 용량을 최대한 활용하기 위해서는, 이동국은 분석 수단의 출력에 결합된 입력들을 가지는 제1 및 제2 안테나를 가지고 있다. 제1 안테나는 적어도 제1 부-채널을 통해 제1 세그먼트를 전송하고, 제2 안테나는 적어도 제2 부-채널을 통해 제2 세그먼트를 전송하기 위함이다. 일부 실시예들에서, 각 세그먼트가 실제로는 각 부-채널을 통해 전송되고, 증가된 용량이 각 세그먼트에 할당된 다른 가중치들(weights)에 의해 실현되도록 각각의 데이터 메시지 세그먼트에 대해 다른 가중치(weighting)를 가진 안테나들 사이에 크로스피드(crossfeed)가 존재할 수 있다.
본 발명의 실시예들의 이러한 그리고 다른 특징들, 측면들, 및 장점들은 첨부된 도면들과 관련하여 다음의 설명을 참조하여 명백해질 것이다. 그러나, 도면들은 설명의 목적들을 위한 것이며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니라는 점을 이해해야 한다.
본 발명은 다음의 도면들에 의해 잘 이해될 것이다.
802.11 표준에서, 포인트 조정자(PC)는 경합이 없는 기간(CFP)(28) 중에 우선순위를 조정한다. PC는 기능상으로 BSS(31)의 액세스 포인트(AP)(33) 내에 존재하고 보통 물리적으로 액세스 포인트와 결합되어 있으므로, AP(33)라는 말은 여기서 AP(33)나 PC, 또는 둘 모두를 가리키는 것으로서 사용된다. 한 국(32)이 AP(33)와 PC로서 동작할 수도 있다. 도 2a는 802.11 표준에 의해 PC를 통해 송신(라인 34 윗부분)되고 수신된(라인 34 아랫부분) 전송을 나타내는 종래의 타이밍 도이다. 도시된 시간 구간은 경합이 없는 기간(28)과 경합 기간(29)으로 나눠지고, 이 둘이 합하여 CFP 반복 기간(35)을 이루며, 이것을 때로 수퍼프레임이라 부른다. CFP 경합 기간들(35)이 지속됨으로써, PCF(27)가 사용중일 때, CFP들(28)과 CP들(29)이 번갈아 일어난다. CFP는 도 2a를 참조해 설명되며, CP는 아래에서 경합 방식의 확률적 채널 획득(DCF, distributed coordination function)(26)과 함께 설명될 것이다. 그러므로 BSS(31) 내 여러 국들(32)의 우선순위 결정은 경합이 없는 기간(38) 중에는 PCF를 통해 이뤄지고, 경합 구간(29) 중에는 DCF(26)를 통해 이뤄진다.
수퍼프레임(35)은 PCF가 액티브인지 아닌지와 무관하게 PC에 의해 전송된 비컨(beacon) 프레임(36)과 함께 시작된다. 비컨 프레임(36)은 타이밍 및 프로토콜 관련 패러미터들을 국들로 제공하는 관리 프레임이다. 각각의 비컨 프레임(36)은 또한 다음 비컨 프레임이 언제 전송될지를 알려, 모든 국들(32)이 수퍼프레임 길이를 인식할 수 있게 된다. PCF(27)가 DCF(26)에 대해 우선순위를 점할 수 있도록, PC는 지난 수퍼프레임(35)의 끝 부분(end)에 이어지는 PCF 인터페이스 공간(PIFS)(37)(약 25㎲) 다음에 비컨 프레임(36)을 전송한다. PIFS(37)는, DCF(26)가 수퍼프레임(35)의 끝에 이어질 때 대기해야 하는 DCF 인터프레임 공간(DIFS; 약 34㎲) 보다 짧기 때문에, PCF(27)가 우선순위를 점할 수 있다. 짧은 인터프레임 공간(SIFS)(38)은 약 16㎲에 걸쳐 있고, 한 국(32)이 PC에 응답하는 것이 허용되는 시간의 크기이다. BSS(31) 내 각각의 국(32)은 비컨 프레임(36)에 기초해 네트워크 할당 벡터(NAV)(41)를 리셋한다. 도 2a에서, NAV(41)는 국(32)에 최대 스팬(span)에서 다음 CP(29) 시작을 설정하라는 것과, PC에 의해 폴링되는 데에 응하거나 데이터 메시지 수신 후 한 SIFS 안에서 ACK 메시지를 전송해야 하는 두 상황을 제외하고, 사이에 나타나는(intervening) CFP(28) 도중에 전송해서는 안됨을 알린다.
비컨 프레임(36) 다음에, PC는 한 SIFS(38)를 지연시키고, 데이터만 있는 프레임, 데이터+폴(poll) 프레임(42), 폴만 있는 프레임, 또는 CFP-끝 부분 프레임 중 어느 하나를 보낼 수 있다. PC는 자신이 데이터를 가진 국들의 리스트를 유지하고, 국에 대한 폴과 함께 그 데이터를 편승시키기 위해(piggyback) 이들 국들을 먼저 폴링한다. 도 2a를 참조하면, PC는 제1국을 폴링하고 데이터+폴 프레임(42) 안에 그러한 폴링에 더해 데이터를 편승시킨다(데이터 및 폴은 모두 제1국으로 보내진다). 데이터를 수신하면, 제1국은 수신 확인(ACK) 메시지로서 응답하지만, 데이터+ACK 프레임(43) 안에서 자신의 ACK 위에 데이터(U1)를 편승시킨다. 제1국이 AP의 폴링에 응답하기 위해 SIFS(38)가 허락되지만, 제1국은 자신의 데이터(U1)를 임의의 국 또는 PC로 전송할 수 있다. [데이터가 PC 아닌 한 국으로 전송되면, 그 국은 한 SIFS 동안 데이터를 편승시키지 않고 자신의 ACK를 다시 제1국으로 전송한다.]
제1국으로부터 데이터+ACK 프레임(43) (U1+ACK)을 수신한 후, PC는 한 SIFS를 기다려 다른 국 (또는 같은 국)을 폴링한다. 앞의 제1국이 자신의 데이터(U1)를 PC로 전송한 경우, PC는 데이터+폴+ACK 프레임(44)을 통해 제2국으로 보내는 데이터+폴 안에 제1국을 위한 ACK를 편승시킨다(D2+ACK+Poll, 데이터 및 폴은 제2국으로 보내지고, ACK는 제1국으로 보내진다). 도 2a에서, 제2국이 한 SIFS 안에 응답하지 않기 때문에, 총 한 PIFS를 대기한 다음, PC는 다른 데이터+폴 프레임(42)을 통해 제3국으로 폴과 함께 데이터(D3)를 전송한다(D3+Poll, 데이터 및 폴을 제3국으로). 제3국은 자신의 데이터+ACK 프레임(43)을 통해 한 SIFS 안에서 데이터(U3) 및 ACK를 가지고 응답한다. PC가 폴링할 더 이상의 국들을 가지지 않을 때, 혹은 비컨 프레임(36)에 의해 정해진 것과 같은 CFP가 자신의 끝 부분에 이를 때, PC는 모든 국(32)로 CFP(28)가 종료됨을 알리기 위해 CFP-종료 프레임(45)을 전송한다.
적어도 소정 환경하에서 종래 기술의 한 가지 단점은, PC로부터의 폴링 프레임들과 데이터 프레임들이 단일 프레임(데이터+폴(42) 또는 데이터+ACK+폴(44))으로 결합된다는 것이다. 이러한 결합된 프레임 전송시, PC는 자신과 목적한 국 간의 채널 상태를 알지 못한다. 유선 네트워크에 사용될 때 채널 상태는 단일 CFP 반복 구간(35)을 통해 그다지 크게 변화하지 않지만, WLAN에서는 채널 상태들이 훨씬 더 급격히 변화한다. 고정 대역폭을 통한 용량을 증가시키기 위해, 단일 입력/다중 출력(SIMO) 통신 시스템, 다중 입력/단일 출력(MISO) 시스템, 또는 가장 바람직한 것으로 다중 입력/다중 출력(MIMO)에서와 같이 여러 서브 채널들이 사용됨이 바람직하다. 다른 약정이 없다면 이제부터 이들 중 어느 하나를 MIMO 시스템이라고 언급할 것이다. 무선 MIMO 시스템의 다중 서브 채널들은 페이딩, 다중 경로 등등에 기인하여 각각 급격한 변화를 겪게 되므로, 무선 MIMO 시스템들은 가장 강력한 채널들을 통해 서로 다른 데이터 부분들을 전송할 서로 다른 서브 채널들의 상태를 알거나, 서브 채널들이 전송시 존재함에 따라 이들 여러 서브 채널들 각자의 용량을 최대화하는 크기들로 전송할 데이터를 구획할 필요가 있다. PC가 한 국을 폴링할 때, PC는 그 국으로부터 알맞는 채널을 평가할 어떤 피드백도 아직 수신한 적이 없다. 서브 채널들이 급격히 변화하므로, 코히어런스(coherence) 기간(채널 평가 상태가 크게 변화하지 않는 기간)은 전 CFP 반복 기간(35)에 걸치게 될 가능성은 거의 없다. 다시 말해, 한 CFP(28)에서 이뤄진 어떤 채널 평가치는 다음 CFP(28) 동안의 그 채널에 대한 유효한 평가치가 될 가능성이 거의 없다. 폴과 결합된 데이터 메시지를 전송하는 것은 필연적으로, 채널 품질과는 무관한, 혹은 무효한(즉, 코히어런스 기간 밖의) 채널 평가와 더불어 데이터를 전송함을 의미한다. 어느 옵션이나 최대 용량 이론과 비교할 때 대역폭의 낭비가 된다. 다른 양태들 가운데, 본 발명은 도 2a의 특정 프레임 교환을 변경하여, 데이터 프레임들을 전송하는 개체들이 채널 상태 정보 혹은 CSI라고 불리는 채널에 대한 지식을 가지고 그렇게 하도록 할 수 있다.
도 2b는 도 2a와 유사하나, 본 발명에 따라 달성된, 도 2a에 도시된 데이터 프레임들에 대한 동일한 독자적 교류(exchange)를 보인다(AP로부터 제1, 제2, 및 제3국으로의 한 데이터 프레임, 및 제1 및 제3국들로부터 AP로의 한 데이터 프레임). 도 2b-2d 각각에 있어서, CFP(28)만이 보여지고 프레임들 간의 간격은 다른 말이 없으면 한 SIFS가 된다. CFP(28) 시작시, PC는 상술한 바와 같이 비컨 프레임(36)을 전송한다. PC는 다음으로 제1국으로 향하는 폴링만 하는 프레임(46)(P1)을 전송한다. 제1국은 PC에 대한 데이터 프레임을 포함하고, 폴링 프레임(46)을 통해 자신과 PC 사이의 실제 CSI를 평가할 기회를 가진다. 제1국은 그 CSI를 이용해 폴링 프레임(46) 끝의 한 SIFS 중에 데이터만 있는 프레임(47)을 다시 PC로 전송한다. PC는 데이터만 있는 프레임(47)(U1으로 표시)을 수신하고 그것을 이용해 자신과 제1국 사이의 채널을 평가한다. 그 CSI를 이용하여, PC는 데이터+ACK 프레임(43)을 통해 자신이 제1국으로부터 데이터 프레임을 수신했다는 확인 메시지와 결합하여 제1국을 위한 데이터를 전송한다. 이것은 제1국으로 하여금 자신이 데이터를 바르게 수신했다는 ACK만 있는 프레임(48)으로 응답할 의무를 지운다. 한 SIFS 다음에, PC는 폴링만 하는 프레임(46)(P2)을 통해 제2국을 폴링한다. 제2국은 한 SIFS 동안 응답하지 않으므로, 총 한 PIFS의 지연 후에, PC는 제3국을 폴링한다. PC와 제3국 사이의 데이터 교류는 도 2b의 PC와 제1국 사이에 대해 설명한 것과 유사하다.
언뜻 볼 때, 도 2b의 프레임들의 교류는 프레임들의 증가된 개수 및 프레임간 간격들로 인해 도 2a와 비교할 때 비효율적으로 보인다. 그러나, 폴만 있는 프레임(46)과 ACK만 있는 프레임(48)은 매우 짧은 반면에, 데이터(42,43,44,47)를 포함하는 프레임은 어느 것이나 실질적으로 더 길다. 도 2b에 예시된 것과 같은 본 발명에서, 폴만 있는 프레임들(46)은 유효한 CSI 없이 전송될 것이며, 데이터를 포함하는 모든 프레임들은 채널의 가용 용량을 최대화하도록 전송된다. 데이터를 운반하는 모든 프레임들은 본 발명의 이용을 통해 유효한 CSI를 가지고 전송됨이 바람직하지만, 도 2c는 그 예외를 보인다. 추가 MAC 오버헤드는 802.11 방식과 비교해 증가될 수 있는 한편, 데이터 없는 프레임들과 비교할 때 데이터 있는 프레임들의 보다 큰 사이즈로 인해 처리효율은 향상된다. 다양한 프레임 사이즈들 및 처리효율에 대해서는 이하에서 도 5 내지 10을 참조해 상세히 설명할 것이다.
도 2c는 AP가 제1 및 제3국을 위한 데이터를 가지고 있고, 제3국 만이 PC에 대한 데이터를 가진 경우의 프레임 교환의 예이다. 비컨 프레임(36) 및 폴링만 하는 프레임(P1)(46)은 도 2b를 참조해 설명한 것과 같다. 도 2c의 제1국이 PC에 대한 데이터를 가지지 않으므로, 제1국은 SIFS 동안 그 폴링에 대해 반응하지 않으며, PC는 한 PIFS(37) 다음에 다시 전송이 허용된다. 본 발명의 일실시예에서, PC는 CSI를 평가할 기회를 가진 적 없이(제1국이 SIFS 동안 폴링에 대해 응답하지 않았으므로) 제1국으로 데이터만 있는 프레임(27)을 전송한다. 제1국은 ACK만 있는 프레임(48)을 전송하며, 도 2c의 나머지 부분은 ACK+U3로 표시된 프레임으로 시작하는 부분을 제외하면 도 2b와 유사하다. 도 2b에서와 같이 ACK만 있는 프레임(48)을 전송하지 않고, 제3국은 PC를 위한 데이터를 포함하여, 데이터+ACK 프레임(43)을 통해 ACK 메시지와 같이 그 데이터를 전송한다. PC가 폴링할 다른 국들이 더 없다고 할 때, PC는 제3국으로부터의 마지막 전송에 대해 ACK+종료 프레임(49)으로 응답하고, 여기서 ACK는 제3국으로 보내지고 CF-END 부분은 BSS(31)의 모든 국들(32)로 보내진다.
PC가 CSI의 이득 없이 데이터만 있는 프레임(47)을 제1국으로 전송하는 도 2c에 대해 기술된 시나리오에 대한 대안으로서, 제1국 (혹은 폴링되고 있지만 PC로 전송할 데이터를 갖지 않는 임의의 국)이 PC가 채널을 평가할 수 있도록 ACK만 있는 프레임(48)을 가지고 응답하게 의무 지워질 수가 있다. PC는 ACK만 있는 프레임(48)으로 폴에 응답하는 국에 대한 데이터를 가지지 않을 수도 있으므로, 누적될 때 무시할 수 없는 대역폭 낭비의 가능성이 있을 수 있다. 이러한 낭비의 양태는 폴 프레임 안에, PC가 폴링된 국으로 전송할 데이터를 가지는지 안 가지는지를 나타내고, 한 비트 정도밖에 안 되는 작은 정보(가령, 0은 상기 데이터를 안가짐을 나타내고, 1은 데이터를 가짐을 나타냄)를 포함시킴으로써 최소화될 수 있다. 폴링된 국은 (도 2b에서와 같이) 자신이 PC로 보낼 데이터를 가지면 그 정보를 무시하거나, 그 정보가(도 2c에서 PC와 제1국 사이에 도시된 교류에서와 같이) 데이터 있음을 나타내면 응답 없이 한 SIFS가 만료될 수 있게 하거나, 그 정보가 (도 2d에서 PC와 제2국 사이에 도시된 교류에서와 같이) PC로부터 들어오는 데이터가 있음을 나타내면 ACK만 있는 프레임(48)을 가지고 응답할 수 있다.
도 2d는 추가 시나리오들에 있어서의 프레임 교환을 도시한 것이다. PC와 제1국 사이의 비컨(36) 및 교류에 대한 것은 도 2c에서와 같다. 폴링만 하는 프레임(46)(P2)을 통해 제2국을 폴링할 때, 제2국은 데이터 프레임을 가지고 PC가 아닌 다른 국(51)에 응답한다. 이 국들 간의 데이터 프레임(51)은 유효하게 평가된 CSI의 이득 없이 보내지는데, 코히어런스 기간 동안, 채널을 평가할, 국 간 데이터 프레임(51)의 수신자로부터 어떠한 선행하는 통신도 존재하지 않기 때문이다. 그러면 그 수신 국은 전송한 국으로 다시 보내지는 ACK만 있는 프레임(48)을 가지고 응답한다. 프레임(51)을 통한 데이터가 다른 국을 향해 보내졌지만, PC는 여전히 그것에 주의를 기울이고 그것을 사용해 자신과 제2국 간의 채널을 평가한다. 제2국으로 다시 보내진 ACK만 있는 프레임(48)에 뒤이어, PC는 제2국으로부터 직접적인 반응을 끌어내지 않으면서 제2국으로 데이터만 있는 프레임(47)을 전송할 수 있다. PC는 한 PIFS를 기다려 제2국으로 하여금 추가적 국간 데이터 프레임들(51)을 전송할 기회를 가지게 할 수 있다. 제2국은 ACK만 있는 프레임(48)을 다시 PC로 전송하고, 그러면 PC는 폴링만 하는 프레임(46)을 가지고 제3국을 폴링한다. 제2d의 시나리오에서 제3국은 전송할 데이터를 가지지 않으므로, PC는 한 PIFS(37)를 기다려 CF-END 프레임(45)을 전송해 경쟁 구간(29)으로의 천이가 이뤄지도록 한다.
상기 예들 중 어느 하나에서, PC나 국들 중 어느 것이든 전송할 데이터를 갖는 둘 이상의 프레임을 구비할 수 있다. 데이터 프레임들의 잠정적 사이즈 및 시간에 따라 채널이 변화하는 속도(코히어런스 기간의 길이)로 인해, 일례에서 전송자가 의도한 수신자의 마지막 전송 정보로부터 CSI를 재획득하는 것이 필요할 수 있고, 다른 예에서는 전송자가 최초에 평가된 CSI를 재사용하는 것이 데이터 처리 효율에 무시할만한 영향을 미칠 수도 있다. 문제의 프레임들이 CSI가 평가될 때 설정된 코히어런스 기간 안에 보내지는 한, CSI는, 전송될 다음 프레임 직전에 수신된 프레임에 기반해 측정되었든 그러지 않았든 간에, 유효하다고 간주된다.
위의 설명은 기반구조 네트워크의 어느 국이 다음에 송신할지를 PC가 제어하는 CFP(28)에 관련된다. 다음은 본 발명이 CFP(28)를 뒤따르는 경합 기간(29) 내에서 어떻게 이용되는지에 관한 설명이다. CFP(28)가 포인트 조정 기능(27) 시에만 존재하므로, CP(29)내의 동작은 MAC(25)의 기본 DCF(26)층 내에 있고 도 3에 상술되어 있다.
DCF는 PHY층(21) 바로 위에 놓이고 충돌방지를 갖는 캐리어 감지 다중 액세스(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance; CSMA/CA) 프로토콜에 기초하는데, 이것은 무선국들이 송신 중의 충돌들을 리스닝할 수 없기 때문이다. DCF에서 알려진 바와 같이, 국이 송신하려는 데이터의 프레임을 가질 때, 그 국은 먼저 리스닝하여 다른 국이 기설정된 채널로 송신하지 않고 상기 기설정된 채널이 PIFS보다 더 긴 DCF-인터프레임 공간(DIFS; 38)이라 불리는 설정 기간의 유휴시간 동안 클리어되어야만 송신하는 것을 보장한다. 그 채널이 사용중이라면, 국은 지연 기간(58)을 결정하는 무작위 "백오프 계수(backoff factor)"를 선택하는 대신 데이터의 송신이 허락되기까지 기다린다. 채널이 클리어되는 기간들 동안, 송신국은 지연 기간(58)이 짧아지도록 백오프 카운터를 감소하고 그래서 지연된 국은 점차 더 높은 송신 우선순위를 얻는다. 백오프 카운터가 영에 도달하고 채널이 DIFS(38)의 지속기간 동안 클리어된다면, 국은 자신의 데이터 프레임을 송신한다. 두 국들이 동일한 백오프 계수를 선택할 확률이 낮으므로, 다른 국들로부터의 데이터 프레임들 간의 충돌은 최소화된다.
특정 국의 백오프 카운터가 영에 도달하고 전체 DIFS(38)에 대해 그 채널이 클리어됨을 상기 특정 국이 감지하는 경우, 신호 발신지(52) 또는 송신국이라고 불리는 이 특정 국은 송신하려는 데이터의 프레임의 길이에 대한 정보를 담고 있는 RTS(short ready-to-send) 프레임(53)을 먼저 송신한다. RTS(53)가 향해지는 의도된 수신지(54)가 그것을 리스닝한다면, 수신국(54)은 CTS(short clear-to-send) 프레임(55)에 응답한다. 이 교환이 행해진 후 신호 발신지(52)는 자신의 데이터 프레임(47)을 CP(29) 동안 송신한다. 수신지(54)가 송신된 데이터 프레임(47)을 성공적으로 수신한 경우(802.11에서는 순환 중복 검사(CRC)에 의해 결정), 수신국(또는 PC)은 수신 확인(ACK) 프레임(48)을 송신한다. 이 앞뒤(back-and-forth) 교환은 앞서 설명된 "숨겨진 노드(hidden node)" 문제를 피하는데 필요하다. 수신국(54)이 송신하는 데이터 프레임(47)을 가진다면, 이 수신국은 위와 같이 송신 슬롯에 대해 신호 경합하여야 하고 데이터를 ACK 프레임(48)에 피기백(piggyback)할 수 없다. 이 처리 동안, 다른 국들(56)은 DIFS와 그들의 백오프 계수를 더한 것에 대해 채널이 클리어된다고 감지하기까지 송신 액세스(57)를 지연한다.
본 발명은 RTS/CTS 상호교환을 연구하여 데이터 프레임(47)을 송신하는데 이용하기 위한 적어도 신호 발신지(54)에 유효한 CSI를 제공한다. ACK 전용 프레임(48)을 송신하는데 이용하기 위한 RTS/CTS 상호교환으로부터 얻어진 CSI를 이용하는 수신지(54)의 이점은 그 프레임이 작을수록 상대적으로 작다. 각 국이 발신지(52)와 수신지(54) 둘 다에 대해 시간을 달리하므로, 본 발명을 구현하는 수단은 이미 적소에 존재하고, 그것의 실제 효과가 가장 강한 이용가능한 부-채널을 통해 파싱되지 않은 ACK프레임(48)을 송신하기만 하는 것인 경우에도, ACK 전용 프레임(48)에 이용될 수 있다.
802.11표준 내에는 송신이 의도되는 채널에 대해 유효 CSI를 얻게 하는 다른 기회가 존재한다. 특정 교환의 신호 수신지(52) 또는 발신지(54)가 아닌 리스닝 국, 이를테면 도 3의 다른 국은, 표준에 따라 CTS 메시지를 자신에게 보내어 CSI를 얻을 수 있다. 그러면 그 CSI는 그것이 유효하게 되는 코히어런스(coherence) 간격 내에서 이용되어, 채널을 예약하고 클리어 채널 액세스(CCA) 메커니즘을 보존한다.
도 4는 802.11표준의 MAC(25)에서의 송신의 단위들을 나타내는데 이용되는 용어인 MAC 서비스데이터유닛(MSDU; 58)의 종래기술 블록도이다. 위에서 언급된 바와 같이, 다른 메시지들은 "피기백"될 것이고, MDSU(58)의 다른 프래그먼트들은 각각이 독립적으로 주소지정가능한 다른 메시지들을 나타낸다. 각 프래그먼트는 선도 MAC 헤더(61), 순환 중복 검사(CRC)를 구비한 트레일러(62), 및 그것들 사이의 프레임 바디(53)를 구비한다. 단일 MDSU(58)는 하나를 초과하는 프레임들 또는 프래그먼트들(59)(데이터 + ACK 프레임, ACK + 폴(poll) 프레임, 등)을 구비할 수 있거나, 또는 하나의 프레임 또는 프래그먼트(59)만(폴 전용 프레임, 데이터 전용 프레임, 등)을 구비할 수 있다.
도 5는 MDSU(58)의 프래그먼트들(59) 중의 하나일 것인 데이터 전용 프레임(47)의 더 상세한 도면을 보인다. 프레임(47)의 각 부분에 전용인 옥텟들의 수는 블록 바로 아래에 열거되어 있다. 도 5~9의 각각은 이 기술분야에서 알려진 것이고 802.11표준에 일치하고, 거기에 나타내어져 현재의 02.11 표준에 비교하여 본 발명을 이용할 때의 정량적인 이득을 증명한다. 도 5의 데이터 전용 프레임(47)에서, 헤더(61)의 각종 부분들은 30개의 옥텟들을 이용하며, 트레일러(62)는 4개의 옥텟들을 이용하고, 실질적인 데이터를 운반하는 바디(63)는 송신하려는 데이터의 량에 따라 2312개 옥텟들로 확장될 수 있다. 비교에 의해, 도 6은 16개 옥텟 헤더(61), 4개의 옥텟 트레일러(62) 및 4개의 옥텟 바디(63)를 가진 ACK 전용 프레임(48)을 나타낸다. 도 7은 16개 옥텟 헤더(61)를 가진 폴 전용 프레임(48), 4개의 옥텟 트레일러(62), 및 0개의 옥텟 바디(63)를 나타낸다. 도 8은 도 7의 폴 전용 프레임(48)의 크기와 동일한 상대적인 크기를 가지며 다른 헤더 필드들을 가지는 RTS 조정 프레임(53)을 나타낸다. 도 9는 10개의 옥텟 헤더(61), 4개의 옥텟 트레일러(62), 및 0개의 옥텟 바디(63)를 가진 CTS 제어 프레임(55)을 나타낸다. 이러한 상대 프레임 크기들을 이용하면, 각종 시나리오들에 대해 데이터 전송률들을 계산하여, 본 발명의 토폴로지를 이용하는 무선네트워크를 802.11 표준에서 현재 규정된 토폴로지와 비교할 수 있다. 본 발명에 관련한 이러한 계산들은 아래에 나타나 있다.
무선 시분할 이중화(TDD) 네트워크들을 위한 최적 송신 토폴로지에 대한 최소 기준들은
1) 유효 CSI가 송신기에서 나타나며,
2) 고유(eigen) 모드 송신이 수행되고,
3) 프레임/패킷이 채널의 코히어런트 시간(coherent time) 미만의 기간 내에 수신자에 의해 수신된다는 것이다.
본 발명으로 가능한 용량들을 얻기 위해, 송신기는 프레임들, 패킷들, 프래그먼트들, 또는 송신하려는 전체 패키지의 어떠한 분할이라도 그것을 각종 부-채널들에 이러한 부-채널들의 측정된 품질에 기초하여 할당하는 얼마간의 가중 메커니즘을 채용할 것이다. 고유 모드 또는 물채우기(waterfilling)는 이 기술분야에서 그렇게 하기 위해 알려진 하나의 기법이며, 아래에서 수학적으로 설명된다. 연결기간 동안 애드혹(ad hoc) 네트워크들 또는 기반구조 네트워크들에 대해, RTS/CTS 교환이 이용될 수 있다. 경합이 없는 기간 동안, 위에서 설명된 개정된(revised) 프레임 교환은 유효 CSI를 달성하기 위해 채용될 수 있다. 어느 경우에나, 코히어런트 가중은 PHY 계층(21)에서 행해지고, 그래서 본 발명은 MAC 및 PHY 계층들 둘 다를 변형한다.
표 1에서 사용된 바와 같은 프레임 효율은 패킷의 정보 부분을 송신하는데 요구된 시간을 패킷에 대한 전체 전파 점유 시간에 의해 나눈 것이다. 따라서, 전체 용량은 프레임 효율에 용량/전송률을 곱함으로써 구해지고, 이것들은 아래의 표 2에 보인다.
용량 요건들은 MAC SAP 층에서 목표 전송률/용량을 산출하는 미처리(raw) 데이터속도/12 Msymbols/sec/Frame 효율로서 계산된다. 이러한 용량 요건들에 대한 이론적인 최선의 성능은 레일레이 페이딩의 2x2 구성(2개의 입력 안테나들, 2개의 출력 안테나들)에 관한 도 10으로부터 알 수 있거나, 또는 임의의 MIMO 구성에 대해 아래의 수학식을 이용하여 계산될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같은 고유 모드 송신은 다음과 같이 설명된다. H의 특이값 분해를 H= UΣV 라 하고, 여기서 U 및 V는 유니타리(unitary) 행렬들이고 Σ는 채널의 특이값들을 나타내는 대각선 요소들에 대해 양의 실수값들을 갖는 대각선행렬이라고 한다. 송신된 벡터 r에 송신기에서 V가 미리 곱해져 있고 수신된 벡터는 수신기에서 나중에 U H 가 곱해진다면, 즉, VrU H = V(Hx + n)U H = Σx + m이고 여기서 m = Vn*U H 이고 노이즈 증폭이 없고 공간적으로 백색으로 유지된다.
단일 MAC 층이 별도의 PHY 계층들과 인터페이스 하기 때문에, 802.11 표준은 그것들 사이에 배치되고 각 송신 방법에 대해 다르게 정의되는 PLCP(Physical Layer Convergence Protocol)이라 불리는 부가 프로토콜 계층을 이용한다. PLCP는 프리앰블과 헤더(다양한 크기들의 각각)를 PLCP 서비스 데이터 유닛(PSDU)에 부가하고, PSDU는 국들 간에 또는 포인트 조정자 PC 및 국 사이에 송신하려는 실제 데이터를 운반하는 완전한 송신 프레임의 부분(PHY 계층에서의 PPDU 또는 PLCP 프로토콜 데이터 유닛)이다. 도 11은 본 발명에 따른 최적 토폴로지를 위한 PSDU(65)를 현재 기재된 바와 같이 802.11 표준과의 호환성을 위해 맞춤된 시간들 및 비트들의 수들을 이용하여 보이고 있다. 본 발명은 보호 구간(66a, 66)의 길이가 CSI에 기초하여 선택가능하게(가변하게) 할 수 있다. 어떤 채널들의 경우, 채널의 지연 전파는 다른 시간보다 짧고 그래서 고정 CP(cyclic prefix) 오버헤드를 유지하는 것이 필요하지 않다. 게다가, 저밀도 패리티 검사 코드들(LDPC) 또는 터보 코드들과 같은 용량 획득 부호화들이 이용된다면, 부가 시간은 현재 IEEE 802.11 표준 또는 그것의 개정들에서 현재 입수가능하지 않은 반복 복호화를 위한 패킷의 끝 부분에 할당된다. 이 부가 시간은 도 11의 PSDU(65)에서 반복 복호화 신호 확장(67)으로 나타나 있다.
청구된 발명의 바람직한 실시예라고 현재 여겨지는 것이 도시되고 설명되었지만, 수많은 변경들 및 변형들이 이 기술 분야의 당업자에게는 쉽사리 일어날 수 있다는 것이 이해될 것이다. 첨부된 청구의 범위에서는 청구된 발명의 정신 및 범위 내에 드는 모든 그러한 변경들 및 변형들을 포괄하도록 의도된 것이다.

Claims (26)

  1. 무선 근거리 통신 네트워크의 다수의 부-채널들을 통해 통신을 이루는 방법에 있어서,
    데이터 메시지와 결합되지 않은 제어 메시지를 제1 네트워크 엔티티로부터 제2 네트워크 엔티티로 송신하는 단계로서, 상기 제어 메시지가 무선 네트워크 내의 적어도 2개의 엔티티 간 무선 송신들의 시퀀싱을 용이하게 하는 단계;
    상기 제2 네트워크 엔티티에서 상기 제어 메시지를 수신하고 상기 수신된 제어 메시지로부터 채널 상태 정보(CSI)를 획득하는 단계;
    상기 CSI를 사용하여 상기 무선 네트워크의 제1 부-채널의 용량이 상기 무선 네트워크의 제2 부-채널의 용량보다 크다고 결정하는 단계;
    송신될 데이터 메시지를 적어도 제1 데이터 세그먼트 크기를 정의하는 제1 데이터 메시지 세그먼트 및 그보다 작은 제2 데이터 세그먼트 크기를 정의하는 제2 데이터 메시지 세그먼트로 분할하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 데이터 세그먼트 크기들이 상기 제1 및 제2 부-채널들의 상대적인 용량들을 기반으로 하는 단계; 및
    상기 제어 메시지의 수신에 응답하여, 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 상기 제1 부-채널을 통해 상기 제1 데이터 메시지 세그먼트를 송신하고, 상기 제2 부-채널을 통해 상기 제2 데이터 메시지 세그먼트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 CSI는 적어도 상기 데이터 메시지가 완전히 송신될 때까지 유효한 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어 메시지는 송신 허가(CTS; clear-to-send) 메시지이고, 상기 방법은 상기 CTS 메시지의 송신 이전에 상기 제2 네트워크 엔티티가 송신 요구(RTS; request-to-send) 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 제1 네트워크 엔티티가 전체 데이터 메시지를 수신하고 수신 확인(ACK; acknowledge) 메시지를 통해 상기 제2 네트워크 엔티티에 회답하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 방법은 무선 네트워킹 아키텍처의 경합 기간(CP; contention period) 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 방법은 경합이 없는 기간(CFP; contention free period) 동안 수행되며, 상기 제1 네트워크 엔티티는 무선 네트워크 기본 서비스 셋(basic service set; BSS)의 포인트 조정자(PC; point coordinator)이고, 상기 방법은 상기 PC가 개별 데이터 메시지와 결합되는 수신 확인(ACK) 메시지를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 방법은 동일한 CFP 동안 상기 PC가 제3 네트워크 엔티티의 폴(poll)을 송신하는 단계, 상기 PC가 제1 기간 내에서 상기 제3 네트워크 엔티티로부터의 응답에 대한 수신에 실패하는 단계, 및 상기 PC가 상기 제1 기간보다 큰 제2 기간 내에서 제4 네트워크 엔티티의 폴을 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제4항에 있어서, 상기 PC가 경합이 없는 기간의 종료를 시그널링하는 개별 제어 메시지와 결합되는 ACK 메시지를 통해 특정 네트워크 엔티티로부터 수신되는 데이터 메시지에 응답하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 방법은 경합이 없는 기간(CFP) 동안 수행되며, 상기 제1 네트워크 엔티티는 포인트 조정자(PC)이고 상기 제어 메시지는 상기 제2 네트워크 엔티티의 제1 폴이며, 상기 PC로부터 상기 제2 네트워크 엔티티로 데이터 메시지와 결합되지 않은 제어 메시지를 송신하기 전에, 상기 방법은,
    데이터 메시지와 결합되지 않은 최초 폴을 상기 PC로부터 최초 네트워크 엔티티로 송신하는 단계;
    상기 PC가 제1 기간 내에서 상기 최초 네트워크 엔티티로부터의 최초 폴에 대한 응답 수신에 실패할 경우, 상기 PC가, 상기 제1 기간보다 큰 제2 기간 내에서,
    상기 최초 네트워크 엔티티에 대한 데이터 메시지, 및
    상기 제2 네트워크 엔티티의 제1 폴 중 하나를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제1 기간은 상기 제2 기간의 2배보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 방법은 무선 네트워킹 아키텍처의 경합이 없는 기간(CFP) 동안 수행되고, 상기 데이터 메시지 세그먼트들의 송신은 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 상기 데이터 메시지 세그먼트들을 상기 네트워크의 포인트 조정자(PC)가 아닌 제3 네트워크 엔티티로 송신하는 단계를 포함하며, 상기 방법은,
    상기 데이터 메시지 세그먼트들의 수신에 응답하여, 상기 제3 네트워크 엔티티가 제1 기간 내에서 ACK 메시지를 상기 제2 네트워크 엔티티로 송신하는 단계, 및
    상기 제1 기간의 2배보다 작은 기간 내에서 상기 제3 네트워크 엔티티로부터의 ACK 메시지에 이어서, 상기 제1 네트워크 엔티티는,
    특정 네트워크 엔티티에 대한 폴; 및
    제3 및 제4 세그먼트 크기들을 각각 정의하는 제3 및 제4 데이터 메시지 세그먼트로 분할되는 상기 제2 네트워크 엔티티에 대한 데이터 메시지 중 하나를 송신하는 단계를 더 포함하며, 상기 제3 및 제4 세그먼트 크기들은 상기 제2 네트워크 엔티티로부터 상기 제3 네트워크 엔티티로 송신되는 적어도 하나의 데이터 메시지 세그먼트로부터 측정되는 CSI에 의해 결정되는 바와 같은 부-채널들의 상대적인 용량들을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 네트워크 엔티티 및 상기 제2 네트워크 엔티티 중 적어도 하나가 이동국인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS; Short InterFrame Space) 만큼 포인트 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    경합 기간(CP) 내에 있는 동안,
    송신 요구(RTS)/송신 허가(CTS) 교환시 채널 상태 정보(CSI)를 측정하는 단계;
    상기 RTS를 송신하는 국으로부터 상기 CTS를 송신하는 국으로의 데이터 메시지를 적어도 제1 크기를 정의하는 제1 데이터 메시지 세그먼트 및 제2 크기를 정의하는 제2 데이터 메시지 세그먼트를 정의하는 제2 데이터 메시지 세그먼트로 파싱하는 단계로서, 상기 제1 크기 및 상기 제2 크기가 상기 측정된 CSI에 의해 결정되는 바와 같은 제1 및 제2 부-채널들의 상대적인 용량들을 기반으로 하는 단계; 및
    상기 제1 부-채널을 통해 상기 제1 데이터 메시지 세그먼트를 송신하고 상기 제2 부-채널을 통해 상기 제2 데이터 메시지 세그먼트를 송신하는 단계로서, 상기 제1 부-채널의 용량이 상기 제2 부-채널의 용량보다 크다고 결정되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  14. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    CFP 내에 있는 동안,
    상기 PC가,
    폴;
    측정된 CSI에 의해 결정되고 적어도 2개의 부-채널 간에 송신되는 바와 같은 상대적인 부-채널 용량들을 기반으로 하는 크기들을 지니는 데이터 세그먼트들로 파싱되는 데이터 메시지;
    상기와 같이 파싱되어 송신되는 데이터 메시지로서 ACK 메시지와 결합되는 데이터 메시지;
    CFP-종료 메시지; 및
    ACK 메시지와 결합되는 CFP-종료 메시지 중 단지 하나만을 송신하도록 제한되는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  15. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    단지 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 내에서 특정 네트워크 엔티티의 폴에 대한 응답을 수신하지 못한 경우에만 상기 PC가 유효하게 측정된 CSI가 없는 데이터 메시지를 동일한 네트워크 엔티티에 송신하는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  16. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    상대적인 크기들이 유효하게 측정된 CSI 및 추정된 CSI 중 하나에 의해 결정되는 바와 같은 상대적인 부-채널 용량들을 기반으로 하는 세그먼트들로 상기 데이터 메시지를 파싱하지 않은 경우 상기 PC가 데이터 메시지를 송신하지 못하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  17. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    CFP 내에 있는 동안,
    상기 PC로부터 특정 국으로의 폴에 이어서, 폴링된 국이 상기 PC가 데이터 메시지를 송신할 수 있는 시간 이전에 데이터 메시지를 송신하는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 데이터 통신 방법은,
    상기 PC로부터 상기 국으로의 폴 및 상기 PC가 다음에 송신할 수 있는 시간 사이에서, 폴링된 국이 상기 폴링된 국 및 다른 국 간의 채널용으로 측정된 유효한 CSI를 사용하지 않고서도 데이터 메시지를 상기 PC가 아닌 다른 국으로 송신하는 것을 허용하는 단계; 및
    상기 다른 국이 ACK 메시지를 통해 상기 폴링된 국에 회답하는 것을 허용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  19. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계; 및
    CFP 내에 있는 동안,
    상기 PC가 단지 ACK 메시지만으로 데이터 메시지를 결합하는 것을 허용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  20. 무선 근거리 통신 네트워크(local area network; LAN) 표준에 따른 무선 근거리 통신 네트워크를 통한 데이터 통신 방법에 있어서,
    경합이 없는 기간(CFP) 내에 있는 동안,
    적어도 하나의 짧은 인터프레임 공간(SIFS) 만큼 포인터 조정자(PC)에 의해 송신되는 데이터 메시지 및 폴을 분리시키는 단계를 포함하며, 상기 PC는 이동국으로 폴을 송신하고,
    상기 방법은,
    상기 이동국이 상기 폴로부터 채널 상태 정보를 측정하는 단계;
    상기 이동국이 상기 CSI를 기반으로 하여 적어도 제1 및 제2 부-채널들의 상대적인 용량들을 결정하는 단계;
    상기 이동국이 송신될 데이터 메시지를 적어도 제1 크기를 정의하는 제1 데이터 메시지 세그먼트 및 그보다 작은 제2 크기를 정의하는 제2 데이터 메시지 세그먼트로 파싱하는 단계로서, 상기 제1 및 제2 크기들이 상기 제1 및 제2 부-채널들의 결정된 상대적인 용량들을 기반으로 하는 단계; 및
    상기 제1 부-채널의 결정된 용량이 상기 제2 부-채널의 결정된 용량을 초과할 경우에 상기 이동국이 상기 제1 부-채널을 통해 상기 제1 데이터 세그먼트를 송신하고 상기 제2 부-채널을 통해 상기 제2 데이터 세그먼트를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 통신 방법.
  21. 무선 근거리 통신 네트워크(wireless local area network; WLAN)를 통해 통신을 이루는 네트워크 엔티티에 있어서,
    무선 근거리 통신 네트워크(WLAN)의 특정 엔티티로부터 적어도 2개의 부-채널을 통해 제어 메시지를 수신하기 위한 수신기;
    상기 제어 메시지로부터 측정되는 채널 상태 정보(CSI)를 기반으로 하여 제1 부-채널의 용량 및 제2 부-채널의 용량을 결정하는 프로세서;
    상기 제1 및 제2 부-채널들의 상대적인 결정된 용량들을 기반으로 하여 적어도 제1 및 제2 세그먼트들로 데이터 메시지를 파싱하는 수단;
    상기 파싱하는 수단의 출력에 연결되어 있는 입력들을 지니는 제1 및 제2 안테나로서, 상기 제1 안테나는 상기 WLAN를 통해 상기 제1 부-채널로 적어도 제1 세그먼트를 송신하고 상기 제2 안테나는 상기 제2 부-채널로 적어도 제2 세그먼트를 송신하는 제1 및 제2 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  22. 제21항에 있어서, 상기 프로세서는 또한 상기 수신기가 짧은 인터프레임 공간에 백오프 기간을 더한 값과 적어도 동일한 기간 동안 다른 어떤 네트워크 엔티티로부터의 송신에 대한 검출에 실패할 경우 적어도 상기 제1 안테나가 상기 제1 부-채널을 통해 상기 제어 메시지에 대한 요구를 송신할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  23. 제21항에 있어서, 상기 네트워크 엔티티는 이동국인 것을 특징으로 하는 네트워크 엔티티.
  24. 제1 네트워크 엔티티가 제2 네트워크 엔티티에 트레이닝 시퀀스 및 데이터 신호 중 하나에 앞서는 보호 구간(guard interval)을 갖는 패킷을 송신하는 무선 근거리 통신 네트워크에 있어서,
    상기 제1 네트워크 엔티티는 상기 제1 및 제2 네트워크 엔티티들 간의 채널에 대해 채널 상태 정보(CSI)를 측정하고,
    상기 제1 네트워크 엔티티는 상기 CSI를 기반으로 하여 상기 보호 구간의 길이를 선택하며,
    상기 제1 네트워크 엔티티는 CSI를 기반으로 하여 선택되는 길이의 보호 구간을 갖는 패킷을 송신하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신 네트워크.
  25. 제24항에 있어서, 상기 제1 네트워크 엔티티는 용량 향상 코드를 사용하여 상기 패킷을 부호화하며,
    상기 제1 네트워크가 상기 패킷의 끝 부분(tail end)에 반복 복호화 신호 확장자를 추가하는 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신 네트워크.
  26. 제25항에 있어서, 상기 용량 향상 코드는 저밀도 패리티 검사 코드 및 터보 코드 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 무선 근거리 통신 네트워크.
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