KR20060090258A - 고속 미디어 액세스 제어 - Google Patents
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Abstract
고스루풋 시스템을 효율적으로 사용하기 위하여 MAC 처리를 수행하고 다양한 타입의 레가시 시스템들과 역방향으로 호환가능한 실시예들이 여기에 기술된다. 일 양상에서, 데이터 전송 구조물은 통합 폴을 포함하며, 하나 이상의 프레임들은 통합 폴에 따라 전송된다. 다른 양상에서, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조는 파일럿, 통합 폴 및 통합 폴에 따른 원격국 프레임들에 대한 제로 또는 그 이상의 액세스 포인트를 포함한다. 일 양상에서, 프레임들은 프레임간 공간없이 또는 감소된 프레임간 공간을 가지고 순차적으로 전송된다. 다른 양상에서, 프레임간 가드 공간은 다른 소스들로부터 전송된 프레임들사이에 도입되거나 또는 다른 전력 레벨로 도입될 수 있다. 또 다른 양상에서, 단일 프리앰블은 하나 이상의 프레임들과 관련하여 전송된다. 또 다른 양상에서, 차단 확인응답 하나 이상의 순차적인 프레임들의 전송후에 전송된다.
Description
U.S.C. §119 하의 우선권 주장
본 특허 출원은 다음의 미국 예비 특허 출원에 대한 우선권을 주장한다:
"무선 통신 시스템에 상호 운용성 및 후방 호환성을 제공하는 방법 및 장치"라는 명칭으로 2003년 10월 15일자 제출된 예비 출원 60/511,750호;
"고성능 무선 LAN 환경에서 미디어 액세스 제어를 위한 방법, 장치 및 시스템"이라는 명칭으로 2003년 10월 15일자 제출된 예비 출원 60/511,904호;
"MIMO WLAN 시스템에서의 피어-투-피어(Peer-to-Peer) 접속"이라는 명칭으로 2003년 10월 21일자 제출된 예비 출원 60/513,239호;
"초고속 무선 LAN용 서브 네트워크 프로토콜 스택을 위한 방법, 장치 및 시스템"이라는 명칭으로 2003년 12월 1일자 제출된 예비 출원 60/526,347호;
"고성능 무선 LAN 환경에서 프로토콜 데이터 유닛을 멀티플렉싱하는 방법, 장치 및 시스템"이라는 명칭으로 2003년 12월 1일자 제출된 예비 출원 60/526,356호;
"무선 통신 미디어 액세스 제어(MAC) 강화"라는 명칭으로 2003년 12월 23일자 제출된 예비 출원 60/532,791호;
"적응형 조정 기능(ACF)"이라는 명칭으로 2004년 2월 18일자 제출된 예비 출 원 60/545,963호;
"확고한 무선 네트워크를 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 2004년 6월 2일자 제출된 예비 출원 60/576,545호;
"다수의 사용자간 분산 통신 자원을 위한 방법 및 장치"라는 명칭으로 2004년 7월 8일자 제출된 예비 출원 60/586,841호; 및
"무선 통신을 위한 방법, 장치 및 시스템"이라는 명칭으로 2004년 8월 11일자 제출된 예비 출원 60/600,960호;
이들 모두 본원의 양수인에게 양도되며 이로써 본원에 참조로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 미디어 액세스 제어에 관한 것이다.
음성 및 데이터와 같이 다양한 타입의 통신을 제공하기 위해 무선 통신 시스템이 널리 개발되고 있다. 통상의 무선 데이터 시스템 또는 네트워크는 하나 이상의 공유 자원에 대한 다중 사용자 액세스를 제공한다. 시스템은 주파수 분할 다중화(FDM), 시분할 다중화(TDM), 코드 분할 다중화(CDM) 및 그 밖의 것들과 같은 다양한 다중 액세스 기술을 사용할 수 있다.
무선 네트워크의 예는 셀룰러 기반 데이터 시스템을 포함한다. 다음은 이러한 여러 가지 예이다: (1) "듀얼 모드 광대역 확산 스펙트럼 셀룰러 시스템에 대한 TIA/EIA-95-B 이동국-기지국 호환 표준"(IS-95 표준), (2) "3세대 파트너쉽 프로젝트"(3GPP)라는 컨소시엄에 의해 제공되며 문서번호 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 및 TS 25.214를 포함하는 문서 세트에 구현된 표준(W-CDMA 표준), (3) "3세대 파트너쉽 프로젝트 2"(3GPP2)라는 컨소시엄에 의해 제공되며 "cdma2000 확산 스펙트럼 시스템에 대한 TR-45.5 물리 계층 표준"에 구현된 표준(IS-2000 표준), (4) TIA/EIA/IS-856 표준에 따르는 고속 데이터(HDR) 시스템(IS-856 표준).
무선 시스템의 다른 예는 IEEE 802.11 표준(즉, 802.11 (a), (b) 또는 (g)) 등의 무선 근거리 통신망(WLAN)을 포함한다. 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 변조 기술을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO) WLAN을 전개하는데 있어서 이러한 네트워크에 대한 개선이 이루어질 수 있다. 이전 802.11 표준의 일부 결점을 개선하기 위해 IEEE 802.11(e)이 소개되었다.
무선 시스템 설계가 진보함에 따라, 보다 고속의 데이터 전송률이 이용 가능하게 되었다. 보다 높은 데이터 전송률은 음성, 비디오, 고속 데이터 전송 및 다양한 다른 애플리케이션 사이에 진보한 애플리케이션의 가능성을 열었다. 그러나 다양한 애플리케이션은 이들 각각의 데이터 전송에 대해 다른 요건을 가질 수 있다. 많은 종류의 데이터가 지연 및 스루풋 요건을 가질 수도 있고, 어떤 서비스 품질(QoS) 보장을 요구할 수도 있다. 자원 관리가 없으면 시스템의 용량이 감소할 수 있고, 시스템이 효율적으로 작동하지 않을 수도 있다.
다수의 사용자 사이에 공유 통신 자원을 할당하기 위해 미디어 액세스 제어(MAC) 프로토콜이 일반적으로 사용된다. MAC 프로토콜은 일반적으로 데이터를 전송 및 수신하는데 사용되는 물리 계층에 상위 계층을 인터페이스 한다. 데이터 전송률의 증가로부터 이득을 얻기 위해, MAC 프로토콜은 공유 자원을 효율적으로 이 용하도록 설계되어야 한다. 또한, 일반적으로 교대 또는 레거시 통신 표준에 의해 상호 운용성을 유지하는 것이 바람직하다. 따라서 높은 스루풋 시스템의 효율적인 사용을 위한 MAC 프로세싱이 필요하다. 또한, 다양한 타입의 레거시 시스템과 후방 호환성이 있는 MAC 프로세싱이 필요하다.
본원에 개시된 실시예들은 높은 스루풋 시스템의 효율적인 사용을 위한 것으로 다양한 타입의 레거시 시스템과 후방 호환성이 있는 MAC 프로세싱에 대한 요구를 해결한다. 한 양상에서, 데이터 전송 구조는 고정 폴 및 상기 고정 폴에 따라 전송되는 하나 이상의 프레임을 포함한다. 다른 양상에서, 시분할 듀플렉싱(TDD) 데이터 전송 구조는 파일럿, 고정 폴 및 상기 고정 폴에 따른 원격국 프레임에 대한 0 이상의 액세스 포인트를 포함한다.
한 양상에서, 프레임은 프레임간 간격 없이 또는 거의 감소한 프레임간 간격으로 순차적으로 전송된다. 다른 양상에서, 다른 소스로부터 또는 실질적으로 다른 전력 레벨로 전송되는 프레임들 사이에 보호 프레임간 간격이 삽입될 수 있다. 다른 양상에서, 하나 이상의 프레임과 관련하여 단일 프리앰블(preamble)이 전송된다. 다른 양상에서, 하나 이상의 순차 프레임의 전송에 이어 블록 확인 응답이 전송된다. 다른 양상에서, 고정 폴이 전송되며, 이와 관련하여 하나 이상의 프레임이 전송된다. 다양한 다른 양상 또한 제시된다.
도 1은 고속 WLAN을 포함하는 시스템의 예시적인 실시예이다.
도 2는 액세스 포인트 또는 사용자 단말로서 구성될 수 있는 무선 통신 장치의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 3은 802.11 프레임간 간격 파라미터를 나타낸다.
도 4는 DCF에 따른 액세스를 위한 DIFS 및 백오프(backoff)의 사용을 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트를 나타낸다.
도 5는 DIFS 액세스보다 높은 우선순위를 갖는 ACK 전 SIFS의 사용을 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트를 나타낸다.
도 6은 대형 패킷을 관련 SIFS를 갖는 더 작은 프래그먼트(fragment)로 분할하는 것을 설명한다.
도 7은 프레임마다 확인 응답을 갖는 TXOP를 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트를 나타낸다.
도 8은 블록 확인 응답을 갖는 TXOP를 설명한다.
도 9는 HCCA를 이용한 폴 TXOP를 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트를 나타낸다.
도 10은 어떤 갭도 없는 다중 연속 송신을 포함하는 TXOP의 예시적인 실시예이다.
도 11은 필요한 프리앰블 송신량의 감소를 설명하는 TXOP의 예시적인 실시예이다.
도 12는 프리앰블 통합, SIFS와 같은 갭 제거 및 GIF의 적절한 삽입을 포함하며, 각종 양상을 통합하기 위한 방법의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 13은 고정 폴 및 이들 각각의 TXOP를 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트를 나타낸다.
도 14는 폴을 통합하는 방법의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 15는 예시적인 MAC 프레임을 나타낸다.
도 16은 예시적인 MAC PDU를 나타낸다.
도 17은 예시적인 피어-투-피어 통신을 나타낸다.
도 18은 종래의 물리 계층 버스트를 나타낸다.
도 19는 피어-피어 전송을 위해 전개될 수 있는 예시적인 물리 계층 버스트를 나타낸다.
도 20은 선택적인 애드혹 세그먼트를 포함하는 MAC 프레임의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 21은 예시적인 물리 계층 버스트를 나타낸다.
도 22는 피어-피어 데이터 전송을 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 23은 피어-피어 통신을 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 24는 피어-피어 접속에 사용하는 레이트 피드백을 제공하는 예시적인 방법을 나타낸다.
도 25는 두 스테이션과 액세스 포인트 사이에 관리되는 피어-피어 접속을 나타낸다.
도 26은 회선 경합 기반(또는 애드혹) 피어-피어 접속을 나타낸다.
도 27은 스테이션들 사이에 관리되는 피어-피어 통신을 설명하는 예시적인 MAC 프레임을 나타낸다.
도 28은 동일 주파수 할당에 대한 레거시 및 새로운 클래스 스테이션의 지원을 설명한다.
도 29는 레거시 및 새로운 클래스 미디어 액세스 제어의 조합을 설명한다.
도 30은 전송 기회를 얻기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 31은 단일 FA를 다중 BSS가 공유하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 32는 단일 FA를 이용한 BSS 오버랩을 설명한다.
도 33은 레거시 BSS와 상호 작동하면서 고속 피어-피어 통신을 수행하기 위한 예시적인 방법을 나타낸다.
도 34는 레거시 BSS에 대한 액세스를 위해 경합함으로써 MIMO 기술을 이용하는 피어-피어 통신을 설명한다.
도 35는 하나 이상의 MAC 프레임(또는 프래그먼트)을 집합 프레임 내에 캡슐화하는 것을 나타낸다.
도 36은 레거시 MAC 프레임을 나타낸다.
도 37은 예시적인 비압축 프레임을 나타낸다.
도 38은 예시적인 압축 프레임을 나타낸다.
도 39는 다른 예시적인 압축 프레임을 나타낸다.
도 40은 예시적인 집합 헤더를 나타낸다.
도 41은 ACF에 사용하기 위한 SCAP(Scheduled Access Period Frame)의 예시적인 실시예를 나타낸다.
도 42는 SCAP가 HCCA 및 EDCA와 관련하여 어떻게 사용될 수 있는지를 설명한다.
도 43은 회선 경합 기반 액세스 기간을 갖고 산재된 다수의 SCAP를 포함하는 비컨(Beacon) 간격을 설명한다.
도 44는 상당수의 MIMO STA에 의한 저-지연 동작을 나타낸다.
도 45는 예시적인 SCHED 메시지를 나타낸다.
도 46은 예시적인 전력 관리 필드를 나타낸다.
도 47은 예시적인 MAP 필드를 나타낸다.
도 48은 TXOP 할당을 위한 예시적인 SCHED 제어 프레임을 나타낸다.
도 49는 레거시 802.11 PPDU를 나타낸다.
도 50은 데이터 전송용 예시적인 MIMO PPDU 포맷을 나타낸다.
도 51은 예시적인 SCHED PPDU를 나타낸다.
도 52는 예시적인 FRACH PPDU를 나타낸다.
도 53은 레거시 시스템에 의한 상호 운용 방법의 다른 실시예를 나타낸다.
여기서는 무선 LAN(또는 최근 새로 생겨난 전송 기술을 이용하는 비슷한 애플리케이션)용 초고속 비트 레이트의 물리 계층과 관련한 매우 효율적인 동작을 지원하는 예시적인 실시예가 개시된다. 예시적인 WLAN은 20㎒의 대역폭에 100Mbps(초당 백만 비트)를 초과하는 비트 레이트를 지원한다.
다양한 예시적인 실시예는 레거시 WLAN 시스템의 분산 조정 동작의 간소함 및 확고함을 유지하며, 이러한 예는 802.11 (a-e)에서 찾을 수 있다. 다양한 실시예의 이점이 이러한 레거시 시스템과의 후방 호환성을 유지하면서 달성될 수 있다. (하기의 설명에서, 802.11 시스템이 예시적인 레거시 시스템으로서 설명됨에 유의한다. 당업자들은 개선점이 다른 시스템 및 표준과 호환될 수 있는 것으로 인식할 것이다.)
예시적인 WLAN은 서브 네트워크 프로토콜 스택을 포함할 수 있다. 서브 네트워크 프로토콜 스택은 높은 데이터 전송률, 이에 한정되는 것은 아니지만 일반적으로 OFDM 변조에 기반한 것을 포함하는 높은 대역폭 물리 계층 전송 메커니즘, 단일 반송파 변조 기술, 매우 높은 대역폭 효율 동작을 위해 다중 전송 및 다중 수신 안테나(단일 입력 단일 출력(MISO) 시스템을 포함하는 다중 입력 다중 출력(MIMO 시스템)을 이용하는 시스템, 동일 시간 간격 동안 다수의 사용자 단말에 또는 다수의 사용자 단말로부터 데이터를 전송하는 공간 다중화 기술과 관련하여 다수의 송신 및 수신 안테나를 사용하는 시스템, 및 다수의 사용자에 대한 동시 전송을 가능하게 하는 코드 분할 다중 접속(CDMA) 기술을 이용하는 시스템을 지원할 수 있다. 다른 예들은 단일 입력 다중 출력(SIMO) 및 단일 입력 단일 출력(SISO) 시스템을 포함한다.
본원에 개시된 하나 이상의 예시적인 실시예는 무선 데이터 통신 시스템과 관련하여 설명된다. 이러한 상황에서의 사용이 유리하지만, 본 발명의 다른 실시예들은 다른 환경 또는 구성에 포함될 수도 있다. 일반적으로, 본원에 개시된 다양한 시스템은 소프트웨어 제어 프로세서, 집적 회로 또는 이산 로직을 이용하여 형성될 수 있다. 출원 전반에 걸쳐 인용될 수 있는 데이터, 명령, 지시, 정보, 신호, 심벌 및 칩은 전압, 전류, 전자기파, 자기장 또는 입자, 광전계 또는 입자, 또는 이들의 조합으로 표현될 수 있다. 추가로, 각 블록도에 나타낸 블록들은 하드웨어 또는 방법 단계들을 나타낼 수 있다. 방법 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 교환될 수 있다. 여기서 사용되는 "예시적인"이란 단어는 "예시, 예증 또는 실례의 역할을 하는 것"을 의미한다. 여기서 "예시적인"으로 설명되는 어떤 실시예도 다른 실시예들보다 바람직하거나 유리한 것으로 이해되는 것은 아니다.
도 1은 하나 이상의 사용자 단말(UT;106A-N)에 접속된 액세스 포인트(AP;104)를 포함하는 시스템(100)의 예시적인 실시예이다. 802.11 기술에 따르면, 이 문서에서 AP 및 UT는 스테이션 또는 STA라고도 한다. AP 및 UT는 무선 근거리 통신망(WLAN;120)에 의해 통신한다. 예시적인 실시예에서, WLAN(120)은 고속 MIMO OFDM 시스템이다. 그러나 WLAN(120)은 어떤 무선 LAN일 수도 있다. 액세스 포인트(104)는 네트워크(102)에 의해 몇 개의 외부 장치와도 통신하거나 프로세스된다. 네트워크(102)는 인터넷, 인트라넷 또는 임의의 다른 유선, 무선 또는 광 네트워크일 수도 있다. 접속(110)은 물리 계층 신호를 네트워크(102)에서 액세스 포인트(104)로 운반한다. 장치 또는 프로세스가 네트워크(102)에 또는 WLAN(120) 상의 UT(또는 이와 함께 접속에 의해)로서 접속될 수 있다. 네트워크(102)나 WLAN(120)에 접속될 수 있는 장치들의 예는 전화, 개인 휴대 단말(PDA), 다양한 종류의 컴퓨터(랩탑, 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, 임의의 타입의 단말), 카메라, 캠코더, 웹 캠 및 사실상 임의의 다른 타입의 데이터 장치 등의 비디오 장치를 포함한다. 프로세스는 음성, 비디오, 데이터 통신 등을 포함할 수 있다. 다양한 데이터 스트림은 다양한 전송 요건을 가질 수 있으며, 이는 다양한 서비스 품질(QoS) 기술을 이용함으로써 적응될 수 있다.
시스템(100)은 중앙 AP(104)로 전개될 수 있다. 일 실시예에서 모든 UT(106)는 AP와 통신한다. 다른 실시예에서는, 당업자들에게 명백하듯이, 시스템에 대한 변형에 의해 2개의 UT간 직접 피어-투-피어 통신이 이루어질 수 있으며, 그 예는 하기에 설명한다. 액세스는 후술하는 바와 같이 AP 또는 애드혹(즉, 회선 경합 기반)에 의해 관리될 수 있다.
일 실시예에서, AP(104)는 이더넷 적응을 제공한다. 이 경우, 네트워크(102)에 대한 접속을 제공하는 AP 외에도 IP 라우터가 전개될 수 있다(상세히 도시하지 않음). 이더넷 프레임은 (후술하는) WLAN 서브 네트워크를 통해 라우터와 UT(106) 사이에 전송될 수 있다. 이더넷 적응 및 접속성은 당업계에 공지되어 있다.
다른 실시예에서, AP(104)는 IP 적응을 제공한다. 이 경우, AP는 접속된 UT 세트에 대한 게이트웨이 라우터 역할을 한다(상세는 도시 생략). 이 경우, AP(104)에 의해 IP 데이터그램이 UT(106)로 그리고 UT(106)로부터 라우팅될 수 있다. IP 적응 및 접속성은 당업계에 공지되어 있다.
도 2는 액세스 포인트(104) 또는 사용자 단말(106)로서 구성될 수 있는 무선 통신 장치의 예시적인 실시예를 나타낸다. 액세스 포인트(104) 구성은 도 2에 나 타낸다. 트랜시버(210)는 네트워크(102)의 물리 계층 요건에 따라 접속(110)에서 수신 및 송신한다. 네트워크(102)에 접속된 장치 또는 애플리케이션으로부터의 또는 장치 또는 애플리케이션으로의 데이터는 MAC 프로세서(220)에 전달된다. 이들 데이터는 여기서 플로우(260)라 한다. 플로우는 서로 다른 특성을 가질 수 있으며, 플로우와 관련한 애플리케이션의 타입에 기초한 다른 처리를 필요로 할 수 있다. 예를 들어, 비디오 또는 음성은 저-지연 플로우의 특징을 가질 수 있다(비디오는 일반적으로 음성보다 높은 스루풋 요건을 가짐). 많은 데이터 애플리케이션은 지연에 덜 민감하지만, 더 높은 데이터 무결성 요건을 가질 수 있다(즉, 음성은 어떤 패킷 손실은 허용할 수도 있고, 파일 전송은 일반적으로 패킷 손실을 허용하지 않는다).
MAC 프로세서(220)는 플로우(260)를 수신하여, 물리 계층으로의 전송을 위해 처리한다. MAC 프로세서(220)는 또한 물리 계층 데이터를 수신하고 처리하여 플로우(260)를 내보내기 위한 패킷을 형성한다. AP와 UT 사이에 내부 제어 및 시그널링 또한 교환된다. 물리 계층(PHY) 프로토콜 데이터 유닛(PPDU)이라고도 하는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MAC PDU) 또는 프레임(802.11 용어로)이 접속(270) 상에서 무선 LAN 트랜시버(240)로 또는 무선 LAN 트랜시버(240)로부터 전달된다. 플로우 및 명령으로부터 MAC PDU로의 변환 및 그 반대의 변환을 위한 예시적인 기술은 하기에 설명한다. 다른 실시예는 어떤 변환 기술도 이용할 수 있다. 다양한 MAC ID에 대응하는 피드백(280)이 다양한 용도로 물리 계층(PHY;240)으로부터 MAC 프로세서(220)로 반환될 수 있다. 피드백(280)은 (유니캐스트 채널은 물론 멀티캐스트 채널을 포함하는) 채널에 지원 가능한 레이트, 변조 형식 및 다양한 다른 파라미터를 포함하는 임의의 물리 계층 정보를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 적응 계층(ADAP) 및 데이터 링크 제어 계층(DLC)이 MAC 프로세서(220)에서 수행된다. 물리 계층(PHY)은 무선 LAN 트랜시버(240) 상에서 수행된다. 당업자들은 다양한 기능의 세그먼트가 다양한 어떤 구성으로도 이루어질 수 있는 것으로 인식할 것이다. MAC 프로세서(220)는 물리 계층을 위한 처리의 일부 또는 전부를 수행할 수 있다. 무선 LAN 트랜시버는 MAC 프로세싱 또는 그 일부를 수행하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 임의의 개수의 프로세서, 전용 하드웨어 또는 이들의 조합이 전개될 수 있다.
MAC 프로세서(220)는 범용 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP) 또는 전용 프로세서일 수 있다. MAC 프로세서(220)는 다양한 작업을 돕는 전용 하드웨어에 접속될 수도 있다(도시 생략). 다양한 애플리케이션이 외부 접속 컴퓨터 등의 외부 접속 프로세서에서 또는 네트워크 접속을 통해 실행될 수도 있고, 액세스 포인트(104) 내의 추가 프로세서(도시 생략) 상에서 실행될 수도 있으며, MAC 프로세서(220) 자체에서 실행될 수도 있다. MAC 프로세서(220)는 메모리(255)에 접속되는 것으로 도시되며, 메모리(255)는 여기서 설명하는 다양한 프로시저 및 방법을 수행하기 위한 명령 및 데이터를 저장하는데 사용될 수 있다. 당업자들은 메모리(255)가 다양한 형태의 하나 이상의 메모리 컴포넌트로 구성될 수 있으며, 이는 MAC 프로세서(220) 내에 전체가 또는 일부가 구현될 수도 있다.
여기서 설명하는 기능들을 수행하기 위한 명령 및 데이터를 저장하는 것 외 에도, 메모리(255)는 다양한 큐(queue) 관련 데이터를 저장하는데에도 사용될 수 있다.
무선 LAN 트랜시버(240)는 어떤 타입의 트랜시버일 수도 있다. 예시적인 실시예에서, 무선 LAN 트랜시버(240)는 OFDM 트랜시버이며, MIMO 또는 MISO 인터페이스와 동작할 수 있다. OFDM, MIMO 및 MISO가 당업자들에게 공지되어 있다. 다양한 OFDM, MIMO 및 MISO 트랜시버는 "광대역 MISO 및 MIMO 시스템을 위한 주파수-독립 공간 처리"라는 명칭으로 2003년 8월 27일자 제출되었으며 본 발명의 양수인에게 양도된 동시 계류중인 미국 특허 출원 10/650,295호에 개시되어 있다. 다른 실시예들은 SIMO 또는 SISO 시스템을 포함할 수 있다.
무선 LAN 트랜시버(240)는 안테나(250A-N)에 접속된 것으로 도시된다. 임의의 개수의 안테나가 다양한 실시예에 지원될 수 있다. 안테나(250)는 WLAN(120) 상에서 송신 및 수신에 사용될 수 있다.
무선 LAN 트랜시버(240)는 하나 이상의 안테나(250) 각각에 접속된 공간 프로세서를 포함할 수 있다. 공간 프로세서는 각각의 안테나에 대해 독립적으로 전송을 위한 데이터를 처리할 수도 있고, 모든 안테나에 대해 수신 신호를 공동으로 처리할 수도 있다. 개별 처리의 예는 채널 평가, UT로부터의 피드백, 채널 변화 또는 다양한 공지된 다른 기술에 기반할 수 있다. 다양한 공간 처리 기술을 이용하여 처리가 이루어질 수 있다. 이러한 타입의 다양한 트랜시버는 빔 형성, 빔 조향, 고유 조향, 또는 소정의 사용자 단말에 또는 사용자 단말로부터 스루풋을 증가시키기 위한 다른 공간 기술을 이용할 수 있다. OFDM 심벌이 전송되는 예시적인 실시예에서, 공간 프로세서는 OFDM 서브 채널 또는 빈(bin)의 각각의 처리하기 위한 서브 공간 프로세서를 포함할 수 있다.
예시적인 시스템에서, AP는 N개의 안테나를 가질 수 있으며, 예시적인 UT는 M개의 안테나를 가질 수 있다. 따라서 AP와 UT의 안테나 사이에 M × N개의 경로가 있다. 이들 다수의 경로를 이용하여 스루풋을 개선하기 위한 다양한 공간 기술이 당업계에 공지되어 있다. (여기서는 "다이버시티"라고도 하는) 공간 시간 전송 다이버시티(STTD) 시스템에서, 송신 데이터는 포맷화되고 인코딩되어 단일 데이터 스트림으로서 모든 안테나를 통해 전송된다. M개의 송신 안테나 및 N개의 수신 안테나로, 형성될 수 있는 MIN(M, N)개의 개별 채널이 있을 수 있다. 공간 다중화는 이러한 개별 경로를 이용하며, 전송률을 높이기 위해 각각의 개별 경로 상에서 다른 데이터를 전송할 수 있다.
AP와 UT 사이의 채널 특성을 알거나 적응시키기 위한 다양한 기술이 공지되어 있다. 각각의 송신 안테나로부터 고유 파일럿이 전송될 수 있다. 파일럿은 각 수신 안테나에서 수신되어 측정된다. 전송에 이용하기 위해 채널 상태 정보 피드백이 송신 장치로 반환될 수 있다. 측정된 채널 행렬의 고유 분해가 수행되어 채널 고유 모드를 결정할 수 있다. 수신기에서 채널 행렬의 고유 분해를 피하기 위한 다른 기술은 파일럿 및 데이터의 고유 조향을 이용하여 수신기에서 공간 처리를 간소화하는 것이다.
따라서 현재 채널 상태에 따라, 시스템 전체에 걸쳐 다양한 사용자 단말로의 전송에 다양한 데이터 전송률이 이용될 수 있다. 특히, AP와 각 UT 사이의 지정 링크는 AP에서 하나 이상의 UT로 공유될 수 있는 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 링크보다 높은 성능일 수 있다. 이러한 예는 하기에 더 설명한다. 무선 LAN 트랜시버(240)는 AP와 UT 사이의 물리적 링크에 사용되는 어떤 공간 처리에든 기반하여 지원 가능한 레이트를 결정할 수 있다. 이 정보는 MAC 처리에 사용하기 위해 접속(280)에 피드백될 수 있다.
안테나 수는 UT의 데이터 요구는 물론 크기 및 형태 팩터에 따라 전개될 수 있다. 예를 들어, 고화질 비디오 디스플레이는 예를 들어 높은 대역폭 요건으로 인해 4개의 안테나를 포함할 수 있지만, PDA는 2개로 충분할 수도 있다. 예시적인 액세스 포인트는 4개의 안테나를 가질 수 있다.
사용자 단말(106)은 도 2에 나타낸 액세스 포인트(104)와 비슷한 방식으로 전개될 수 있다. 플로우(260)를 LAN 트랜시버에 접속하기보다는(UT가 이러한 트랜시버를 유선 또는 무선으로 포함할 수 있지만), 플로우(260)는 일반적으로 UT 또는 이와 접속된 장치에서 동작하는 하나 이상의 애플리케이션 또는 프로세스로부터 수신되거나 하나 이상의 애플리케이션 또는 프로세스로 전달된다. AP(104)나 UT(106)에 접속된 상위 레벨은 어떤 타입일 수도 있다. 여기서 설명하는 계층은 예시일 뿐이다.
레거시
802.11 MAC
상술한 바와 같이, 여기서 설명하는 다양한 실시예들은 레거시 시스템과 호환 가능하도록 전개될 수 있다. (이전 802.11 표준과 후방 호환성이 있는) IEEE 802.11(e)은 이전 표준에서 소개된 특징들과 함께, 이 섹션에서 요약될 다양한 특 징을 포함한다. 이러한 기능의 상세한 설명을 위해, 각각의 IEEE 802.11 표준을 참조한다.
기본 802.11 MAC은 캐리어 감지 다중 액세스/충돌 회피(CSMA/CA) 기반 분산 조정 기능(DCF) 및 포인트 조정 기능(PCF)으로 구성된다. DCF는 중앙 제어 없이 매체의 액세스를 허용한다. PCF는 중앙 제어를 제공하도록 AP에 전개된다. DCF 및 PCF는 연속한 전송 사이의 다양한 갭을 이용하여 충돌을 피한다. 전송은 프레임이라 하며, 프레임들 사이의 갭은 프레임간 간격(IFS)이라 한다. 프레임은 사용자 데이터 프레임, 제어 프레임 또는 관리 프레임일 수 있다.
프레임간 간격 시간 듀레이션은 삽입되는 갭의 타입에 따라 달라진다. 도 3은 802.11 프레임간 간격 파라미터: 짧은 프레임간 간격(SIFS), 포인트 프레임간 간격(PIFS) 및 DCF 프레임간 간격(DIFS)을 나타낸다. SIFS < PIFS < DIFS임에 유의한다. 따라서 더 짧은 시간 듀레이션이 따르는 전송은 채널에 액세스를 시도하기 전에 더 오래 대기해야 하는 것보다 높은 우선순위를 갖게 된다.
CSMA/CA의 캐리어 감지(CSMA) 특징에 따라, 스테이션(STA)은 채널 감지 후 채널에 대한 액세스를 얻어 적어도 DIFS 듀레이션 동안 아이들 상태가 될 수 있다. (여기서 사용되는 것처럼, STA란 용어는 WLAN에 액세스하는 임의의 스테이션을 말하며, 사용자 단말은 물론 액세스 포인트를 포함할 수 있다.) 충돌을 피하기 위해, 각 STA는 채널에 액세스하기 전에 DIFS 외에도 임의로 선택된 백오프를 대기한다. 더 긴 백오프를 갖는 STA는 더 높은 우선순위의 STA가 채널 송신을 시작할 때 통지하여, 그 STA와의 충돌을 피하게 된다. (각각의 대기 STA는 각각의 백오프를 채널 상의 다른 전송을 감지하기 전에 대기한 시간만큼 감소시켜, 상대적 우선순위를 유지할 수 있다.) 따라서 프로토콜의 충돌 회피(CA)에 따라, STA는 [0, CW] 사이의 임의의 기간을 백오프하며, 여기서 CW는 처음에 CWmin으로 선택되지만, CWmax의 최대값까지 충돌시마다 2의 팩터만큼 증가한다.
도 4는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(400)를 나타내며, 이는 DCF에 따른 액세스를 위한 DIFS 및 백오프의 사용을 설명한다. 기존의 전송(410)은 채널을 이용한다. 전송(410)이 종료하면, 이 예에서는 더 높은 우선순위의 액세스가 일어나지 않으며, DIFS 및 관련 백오프 기간 후에 새로운 전송(420)이 시작한다. 하기의 설명에서, 전송(420)을 구성한 STA는 이 경우에는 회선 경합을 통해 전송할 기회를 벌게 된다. 특정 STA만이 현재 전송에 응답할 것으로 예상되는 프레임 시퀀스 동안 SIFS가 사용된다. 예를 들어, 수신된 데이터 프레임에 응답하여 확인 응답(ACK)이 전송되면, 그 ACK는 수신 데이터 및 SIFS에 이어 즉시 전송될 수 있다. 다른 송신 시퀀스들 또한 프레임들 사이에 SIFS를 사용할 수 있다. 송신을 위한 요구(CTS) 프레임을 가지는 SIFS 다음에 송신을 위한 요청(RTS) 프레임이 존재할 수 있고, ACK가 SIFS 이후의 데이터를 뒤따를 수 있는 CTS 이후에 SIFS로 전송될 수 있다. 전술된 것과 같이, 상기 프레임 시퀀스들은 모두 SIFS로 삽입될 수 있다. SIFS 간격은 (a) 채널을 통한 에너지의 검출 및 에너지가 소실되었는지의 여부(즉, 채널 소거)를 결정하기 위해, (b) 이전 메세지를 디코딩하고 ACK 프레임이 송신이 정확히 수신되었음을 나타내는지의 여부를 결정하기 위한 시간 및 (c) STA 트랜시버들이 수신으로부터 송신으로 스위칭하거나 그 반대로 스위칭하는 시간 을 위해 사용될 수 있다.
도 5는 DIFS 액세스보다 더 높은 우선순위를 가지는 ACK 이전의 SIFS의 사용을 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(500)를 도시한다. 현재의 전송(510)은 채널을 사용한다. 상기 예에서, 전송(510)이 종료할 때, ACK(520)는 SIFS 이후의 전송(510)의 종료를 뒤따른다. ACK(520)가 DIFS가 종료하기 전에 시작하며, 따라서 전송을 획득하려는 임의의 다른 STA들이 연속할 수 없다. 상기 예에서, ACK(520)가 종료한 후에, 더 높은 우선순위의 액세스들은 발생하지 않으며, 따라서 DIFS 및 임의의 경우에 연관된 백오프 기간 이후에 새로운 전송(530)이 시작한다.
RTS/CTS 프레임 시퀀스(흐름 제어 특징들을 제공하는데 부가하여)는 데이터 프레임 전송에 대한 보호를 개선하기 위해 사용될 수 있다. RTS 및 CTS는 후속 데이터 프레임 및 ACK 및 임의의 간섭하는 SIFS를 위한 간격 정보를 포함한다. RTS 또는 CTS를 수신하는 STA들은 그들의 네트워크 할당 벡터(NAV)에 대하여 점유된 지속기간을 선정하고, 상기 지속기간 동안 매체가 사용중(busy)인 것으로 취급한다. 일반적으로, 특정 길이 이상의 프레임들은 RTS/CTS로 보호되는 반면, 더 짧은 프레임들은 보호되지 않고 전송된다.
AP가 PCF는 채널의 중앙 제어를 제공하도록 하기 위해 사용될 수 있다. AP는 PIFS 지속기간 동안 매체가 유휴 상태인 것을 감지한 후에 매체를 제어할 수 있다. PIFS는 DIFS 보다 짧으며, 따라서 DIFS 보다 더 높은 우선순위를 갖는다. AP가 채널에 액세스하면, 다른 STA들에 비경쟁(contention-free) 액세스 기회들을 제 공할 수 있으며, 따라서 DCF와 비교할 때 MAC 효율을 개선할 수 있다. SIFS는 PIFS 보다 더 높은 우선순위를 가지며, 따라서 PCF는 채널을 제어하기 전에 임의의 SIFS 시퀀스들이 종료할 때까지 대기하여야 한다.
AP가 PIFS를 사용하여 매체에 접속하면, AP가 연관된 STA들에 폴링된 액세스를 제공할 수 있는 비경쟁 기간(CFP)을 형성할 수 있다. 비경쟁 폴(CF-Poll), 또는 간단히 폴은 AP에 의해 송신되고, 폴링된 STA로부터 AP로의 전송을 뒤따른다. 다시 말해서, STA는 CF-Poll 이후의 SIFS 지속기간 동안 대기하여야 하나, 폴링된 STA는 DIFS 또는 임의의 백오프(backoff)를 대기하여야할 필요는 없다. 802.11(e)는 폴링에 대한 개선책들을 포함하여 다양한 개선책들, 즉, 하기에서 도 9를 참조로 하여 설명되는 일 예를 제공한다.
AP에 의해 전송된 비컨은 CFP의 지속기간을 형성한다. 이는 경쟁 액세스를 방지하기 위해 RTS 또는 CTS를 사용하는 것과 유사하다. 그러나, 숨겨진 단말 문제들은 비컨을 수신할 수 없지만 그 전송이 AP에 의해 스케줄링된 전송들에 간섭할 수 있는 단말들에서 여전히 발생할 수 있다. CFP에서 전송을 시작하는 각각의 단말들에 의한 CTS-to-self의 사용을 통해 추가의 보호가 가능하다.
ACK들 및 CF-Poll들은 하나의 프레임 내에 포함되도록 허용되며, MAC 효율을 개선하기 위해 데이터 프레임들에 포함될 수 있다. SIFS<PIFS<DIFS 관계는 채널 액세스를 위한 결정적 우선순위 메카니즘을 제공하는 것에 유의하라. DCF내의 STA들 사이의 경쟁 액세스는 백오프 메카니즘에 기초하여 개연적이다.
이전의 802.11 표준은 또한 큰 패킷들을 더 작은 프래그먼트(fragment)들로 세분화하기 위해 제공되었다. 상기와 같은 세분화의 장점은 세그먼트 내의 에러가 더 큰 패킷에서의 에러 보다 더 적은 재전송을 요구한다는 것이다. 상기 표준에서의 세분화의 단점은 확인 응답된 전송에 대하여 각각의 세그먼트에 대한 ACK를 전송하기 위해 요구조건이 필요하다는 것이며, 추가의 SIFS는 추가의 ACK 전송 및 프래그먼트 전송에 상응한다. 이는 도 6에 도시된다. 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(600)는 N개의 세그먼트들의 전송 및 그들의 개별 확인 응답을 설명한다. 현재의 전송(610)이 송신된다. 전송(610)의 끝에서, 제 1 STA는 채널로의 액세스를 획득하기 위해 DIFS(620) 및 백오프(630)를 대기한다. 제 1 STA는 SIFS(650A-650N)의 N개의 개별 지연들이 발생한 이후의 제 2 STA에 N개의 프래그먼트들(640A-640N)을 전송한다. 제 2 STA는 N개의 ACK 프레임들(660A-660N)을 전송한다. 각각의 프래그먼트 사이에서, 제 1 STA는 SIFS를 대기하여야 하며, 따라서, N-1개의 SIFS(670A-670N-1)이 존재한다. 따라서, 하나의 패킷, 하나의 ACK 및 하나의 SIFS을 전송하는 것과 대조적으로, 세분화된 패킷은 N개의 ACK들 및 2N-1개의 SIFS를 가지는 패킷 전송과 동일한 시간을 필요로 한다.
802.11(e) 표준은 802.11(a), (b) 및 (g)로부터 이전의 MAC를 개선하기 위한 개선책들을 추가한다. 802.11(g) 및 (a)는 서로 매우 유사하지만 서로다른 대역들에서 동작하는 OFDM 시스템들이다. 802.11(b)와 같이 더 낮은 속도의 MAC 프로토콜들의 다양한 특징들은 하기에서 설명되는 비효율성을 제공하는 더 높은 비트 레이트들을 가지는 시스템들 앞에서 실행된다.
802.11(e)에서, DCF는 개선되고 개선된 분산 채널 액세스(EDCA)로 참조된다. EDCA의 제 1 서비스 품질(QoS) 개선책들은 프레임간 중재 간격(AIFS)의 도입부이다. AIFS[i]는 인덱스 i로 식별된 트래픽 클래스(TC)와 연관된다. AP는 다른 STA들에 의해 사용되도록 허용된 AIFS[i] 값들과는 다른 AIFS[i] 값들을 사용할 수 있다. AP만이 PIFS와 동일한 AIFS[i] 값을 사용할 수 있다. 그러나, AIFS[i]는 DIFS보다 더 크거나 동일하다. 디폴트에 의해, "음성" 및 "비디오" 트래픽 클래스들에 대한 AIFS는 DIFS와 동일하게 선택된다. 더 낮은 우선순위를 의미하는 더 큰 AIFS는 트래픽 클래스들 "최선의 노력" 및 "배경"을 위해 선택된다.
경쟁 윈도우의 크기는 TC의 함수로 형성된다. 최고 우선순위 클래스는 CW=1, 즉 백오프가 존재하지 않음을 설정하도록 허용된다. 다른 TC들에 대하여, 서로다른 경쟁 윈도우 크기들은 상대적인 개연적 우선순위를 제공하지만 지연 개런티들을 달성하기 위해 사용될 수 없다.
802.11(e)는 전송 기회(TXOP)를 제공한다. MAC 효율을 개선하기 위해, STA가 EDCA 또는 HCCA내의 폴링된 액세스를 통해 매체를 동기 포착할 때, STA는 단일 프레임 이상의 프레임을 전송하도록 허용될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 프레임들은 TXOP로 참조된다. 매체에 대한 TXOP의 최대 길이는 트래픽 클래스에 따라 결정되며, AP에 의해 형성된다. 또한, 폴링된 TXOP의 경우에, AP는 TXOP의 허용된 지속기간을 표시한다. TXOP 동안, STA는 SIFS가 삽입된 일련의 프레임들 및 수신지로부터의 ACK들을 전송할 수 있다. 각각의 프레임에 대하여 DIFS와 백오프를 대기하기 위한 필요성을 제거하는데 부가하여, TXOP를 획득한 STA는 후속 전송들을 위한 채널을 유지할 수 있는 확실성을 갖는다.
TXOP 동안, 수신지로부터의 ACK들은 프레임마다 존재할 수 있거나(이전의 802.11 MAC들에서와 같이), 하기에서 논의되는 것과 같은 즉시의 또는 지연된 블록 ACK를 사용할 수 있다. 또한, 특정 트래픽 흐름들, 예를 들면 브로드캐스트 또는 멀티캐스트를 위해 어떤 ACK 정책도 허용되지 않는다.
도 7은 프레임마다 확인 응답하는 TXOP를 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(700)를 도시한다. 현재의 전송(710)이 전송된다. 전송(710) 이후에, DIFS(720) 및 백오프(730)을 대기한 후의 임의의 경우에 STA는 TXOP(790)를 획득한다. TXOP(790)는 N개의 프레임들(740A-740N)을 포함하며, 각각의 프레임은 N개의 개별 SIFS(750A-750N)을 뒤따른다. 수신중인 STA는 N개의 개별 ACK들(760A-760N)에 응답한다. ACK들(760)은 N-1개의 SIFS(770A-770N-1)을 뒤따른다. 각각의 프레임(740)이 헤더 및 패킷(780) 뿐만 아니라 프리앰블(770)을 포함하는 것에 유의하라. 하기에서 설명된 예시적인 실시예들은 프리앰블들을 위해 예정된 송신 시간량을 상당히 감소시키는 것을 고려한다.
도 8은 블록 확인 응답을 가지는 TXOP(810)을 설명한다. TXOP(810)는 경쟁 또는 폴링을 통해 획득될 수 있다. TXOP(810)는 N개의 프레임들(820A-820N)을 포함하며, 각각의 프레임은 N개의 개별 SIFS(830A-830N)을 뒤따른다. 프레임들(820) 및 SIFS(830)의 전송 이후에, 블록 ACK 요청(840)이 전송된다. 수신중인 STA는 향후 시간에 블록 ACK 요청에 응답한다. 블록 ACK는 프레임들의 블록의 전송의 종료 이후에 즉시 일어날 수 있거나 소프트웨어 내의 수신기 처리를 허용하기 위해 지연될 수 있다.
하기에서 설명되는 예시적인 실시예들은 프레임들(상기 예에서, SIFS) 사이의 송신 시간량을 상당히 조절하는 것을 고려한다. 몇몇 실시예들에서, 연속적인 전송들(즉, 프레임들) 사이에 지연은 요구되지 않는다.
802.11(a) 및 다른 표준들에서, 특정 전송 포맷들에 대하여, 각각의 프레임의 종단부에 추가의 지연을 부가하는 신호 확장이 정의됨에 유의하자. SIFS의 정의에 기술적으로 포함되지 않는 반면, 하기에서 설명되는 다양한 실시예들은 신호 확장들의 제거를 고려한다.
블록 ACK 특징은 개선된 효율을 제공한다. 일 예에서, 1024개의 프레임들에 상응하는 64개까지의 MAC 서비스 데이터 유닛들(SDUs;각각 16개의 프래그먼트들로 세분화됨)은 STA에 의해 전송될 수 있는 반면, 수신 STA는 1024개의 프레임들의 각각의 ACK 상태를 표시하는 프레임들의 블록의 종단부에 신호 응답을 제공하도록 허용된다. 일반적으로, 더 높은 레이트들에서, MAC SDU는 세분화되지 않으며, 낮은 레이턴시를 위해 64개 미만의 MAC SDU들이 수신지로부터의 블록 ACK의 요청 이전에 송신될 수 있다. 상기 경우에서, M개의프레임들을 전송하기 위해, 전체 시간은 M 프레임들 + M SIFS + M ACKs + M-1 SIFS로부터 M 프레임들 + M SIFS + 블록 ACK로 감소된다. 하기에서 설명된 실시예들은 블록 ACK 효율을 추가로 개선한다.
802.11(e)에 의해 제공된 직접 링크 프로토콜(DLP)은 STA가 기본 서비스 세트(BSS)내의 또다른 수신지 STA에 직접 프레임들을 전송하도록 한다(동일한 AP에 의해 제어됨). AP는 폴링된 TXOP가 STA들 사이의 프레임들의 상기 직접 전송에 사용가능하도록 할 수 있다. 상기 특징의 제공 이전에, 폴링된 액세스 동안, 폴링된 STA로부터의 프레임들의 수신지는 항상 AP이며, 수신지 STA에 프레임들을 차례로 전송할 것이다. 2 개의 홉 프레임 전송을 제거함으로써, 매체 효율이 개선된다. 하기에서 설명되는 실시예들은 DLP 전송에 실제 효율을 부가한다.
802.11(e)은 또한 하이브리드 조정 기능(HCF)이라 불리는 개선된 PCF를 제공한다. HCF 제어된 채널 액세스(HCCA)에서, AP는 C제어 액세스 단계(CAP)를 형성하기 위해 임의의 시간에 채널에 액세스하도록 허용되며, 상기 CAP는 CFP와 유사하고, 경쟁 단계 동안 임의의 시간에 전송 기회들을 제공하기 위해 사용되며, 즉시 비컨이 뒤따른다. AP는 백오프를 가지지 않는 PIFS를 위해 대기함으로써 매체에 액세스한다.
도 9는 HCCA를 사용하는 폴링된 TXOP를 설명하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(800)를 도시한다. 상기 예에서, AP는 폴을 위해 경쟁한다. 현재의 전송(910)이 전송된다. 전송(910) 이후에 AP는 PIFA를 대기하며, 그후에 STA에 의해 처리된 폴(920)을 전송한다. 채널을 위해 경쟁하는 다른 STA들이 도시된 것과 같이 전송된 폴(920)로 인해 발생하지 않는 최소한의 DIFS를 대기해야만 함에 유의하여야 한다. 폴링된 STA는 폴(920) 및 SIFS(930) 다음에 폴링된 TXOP(940)를 전송한다. AP는 각각 폴링된 TXOP(940) 및 폴(920) 사이에서 PIFS를 대기할 때 폴을 계속할 수 있다. 선택적인 시나리오에서, AP는 전송(910)으로부터 PIFS를 대기함으로써 CAP를 형성할 수 있다. AP는 CAP동안 하나 또는 그 이상의 폴들을 전송할 수 있다.
MAC 개선책들
전술된 것과 같이, 이전의 MAC들의 다양한 비효율 특징들은 이후 버전들에 제공된다. 예를 들어, 11Mbps 대 64Mbps를 위해 설계된 매우 긴 프리앰블들은 비효율성을 제공한다. 레이트들이 증가함에 따라 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU)이 감소하기 때문에, 다양한 프레임간 간격들 및/또는 프리앰블들을 일정하게 유지하는 것은 채널 사용시 상응하는 감소를 의미한다. 예를 들어, 높은 데이터 레이트의 MIMO MPDU 전송은 72 마이크로초의 프리앰블을 가지는 802.11(g)와 비교할 때, 수 밀리초 길이일 수 있다. SIFS, 신호 확장들 및/또는 프리앰블들과 같은 지연을 제거하거나 감소시키는 것은 채널의 스루풋율 및 사용을 증가시킬 것이다.
도 10은 임의의 간격들 없이 다수의 연속적인 전송들을 포함하는 TXOP(1010)의 예시적인 실시예이다. TXOP(1010)는 임의의 간격들 없이(도 8에 도시된 TXOP(810)에서 요구되는 SIFS와 비교하여) 순차적으로 전송되는 N개의 프레임들(1020A-1020N)을 포함한다. TXOP내의 프레임들의 개수는 버퍼 및 수신기의 디코딩 성능에 의해서만 제한된다. STA가 TXOP(1010)내의 블록 ACK와 함께 연속하는 프레임들을 전송할 때, 어떤 다른 STA도 연속하는 프레임들 사이에서 매체에 액세스해야할 필요는 없기 때문에 SIFS 간격들을 분포시키는 것은 불필요하다. 선택적인 블록 ACK 요청(1030)은 N개의 프레임들에 부가된다. 특정 트래픽 클래스들은 확인응답을 요청할 수 없다. 블록 ACK 요청은 바로 다음의 TXOP에 응답할 수 있거나, 이후에 전송될 수 있다. 프레임들(1020)은 신호 확장들을 요구하지 않는다. TXOP(1010)는 TXOP가 호출되는 임의의 실시예들에서 사용될 수 있다.
도 10에 도시된 것과 같이, TXOP내의 연속하는 프레임들 사이에서의 SIFS의 전송은 모든 프레임들이 동일한 STA에 의해 전송될 때 제거될 수 있다. 802.11(e)에서, 상기 간격들은 수신기에서의 복잡성 요구조건을 제한하도록 유지된다. 802.11(e) 표준에서, 10㎲의 SIFS 기간 및 6㎲의 OFDM 신호 확장은 수신기에 수신된 프레임을 처리(복조 및 디코딩을 포함하여)하기 위해 총 16㎲를 제공한다. 그러나, 큰 PHY 레이트들에서, 상기 16㎲로 인해 상당한 비효율성이 발생된다. 몇몇 실시예들에서, MIMO 처리가 제공될 때, 처리를 완료하기에 16㎲는 불충분할 수 있다. 대신에, 상기 예시적인 실시예에서, 하나의 STA로부터 AP 또는 또다른 STA로의 연속적인 전송(직접 링크 프로토콜을 사용하는)들 사이에서의 SIFS 및 OFDM 신호 확장은 제거된다. 따라서, 전송이 종료한 이후에 MIMO 수신기 처리 및 채널 디코딩(예를 들면, 터보/컨볼루션/LDPC 디코딩)을 위해 추가의 기간을 요구하는 수신기는 매체가 추가의 전송을 위해 사용되는 동안 그들의 기능들을 수행할 수 있다. 전술된 것과 같이, 확인 응답은 이후에 전송된다(예를 들면, 블록 ACK를 사용하여).
STA들 사이의 서로 다른 전파 지연들로 인해, 서로 다른 STA쌍들 사이에서의 전송들은 서로 다른 STA들로부터 매체를 통한 연속적인 전송들 사이에서의 충돌을 수신기에서 방지하기 위한 보호 기간들에 의해 구별될 수 있다(도 10에 도시되지는 않았지만, 하기에서 상세히 설명됨). 예시적인 실시예에서, 하나의 OFDM 심볼의 보호 기간은 802.11을 위한 모든 동작 환경들에 충분하다. 동일한 STA로부터 서로다른 수신 STA들로의 전송들은 보호 기간들(도 10에 도시된 것과 같은)에 의해 구별될 필요는 없다. 하기에서 설명되는 것과 같이, 상기 보호 기간들은 보호 대역 프레임간 간격들(GIFS)이라 참조될 수 있다.
SIFS 및/또는 신호 확장을 사용하는 대신, 요구되는 수신기 처리 시간(예를 들면, MIMO 처리 및 디코딩을 위한)은 당업자에게 공지된 기술인 윈도우-기반 ARQ 방식(예를 들면, N 프레임 후퇴 또는 선택적 재전송과 같은)을 통해 제공될 수 있다. 802.11의 정지 및 대기 MAC 계층 ACK는 상기 예에서, 802.11(e)에서 1024개까지의 프레임들 및 블록 ACK를 가지는 윈도우-유사 메커니즘으로 향상된다. 802.11(e)에서 설계된 애드혹 블록 ACK 방식보다는 표준 윈도우-기반 ARQ 메카니즘을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
최대 허용 윈도우는 수신기 처리 복잡성 및 버퍼링에 의해 결정될 수 있다. 송신기는 송수신기 쌍 사이에서 달성할 수 있는 피크 PHY 레이트로 수신기 윈도우를 보충하는데 충분한 데이터를 전송하도록 허용된다. 예를 들어, 수신기 처리는 PHY 레이트를 유지할 수 없기 때문에, 수신기는 그들이 디코딩될 수 있을 때까지 소프트 복조기 출력들을 저장해야 할 수 있다. 따라서, 피크 PHY 레이트에서 물리 계층 처리를 위한 버퍼링 요구조건들은 최대 허용 윈도우를 결정하는데 사용될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 수신기는 물리 계층 버퍼들을 오버플로우하지 않고 주어진 PHY 레이트로 처리할 수 있는 최대 허용 PHY 블록 크기를 공고할 수 있다. 선택적으로, 수신기는 물리 계층 버퍼들을 오버플로우하지 않고 최대 PHY레이트로 처리할 수 있는 최대 허용 PHY 블록 크기를 공고할 수 있다. 더 낮은 PHY 레이트들에서, 버퍼 오버플로우 없이 더 긴 블록 크기들이 처리될 수 있다. 공지된 공식 은 최대 PHY 레이트에서 공고된 최대 허용 PHY 블록 크기로부터 주어진 PHY 레이트에 대한 최대 허용 PHY 블록 크기를 계산하기 위해 송신기들에 의해 사용될 수 있다.
만약 공고된 최대 PHY 블록 크기가 정적 파라미터이면, 물리 계층 버퍼들이 처리되고 수신기가 다음 PHY 버스트를 위해 대기하기 전의 시간량은 송신기 및 스케줄러에서 공지될 수 있는 또다른 수신기 파라미터가 된다. 선택적으로, 공고된 최대 PHY 블록 크기는 물리 계층 버퍼들의 점유율에 따라 동적으로 변경될 수 있다.
수신기 처리 지연은 ARQ에 대한 라운드-트립 지연을 결정하기 위해 사용될 수 있고, 차례로 애플리케이션들에 의해 보여지는 지연들을 결정하기 위해 사용될 수 있다. 따라서, 낮은 레이턴시의 서비스들을 인에이블하기 위해, 허용된 PHY 블록 크기는 제한될 수 있다.
도 11은 요구되는 프리앰블 전송량을 감소시키는 것을 설명하는 TXOP(1110)의 예시적인 실시예를 도시한다. TXOP(1110)는 N개의 연속적인 전송들(1130A-1130N)에 의해 뒤따르는 프리앰블(1120)을 포함한다. 선택 블록 ACK 요청(1140)이부가될 수 있다. 상기 예에서, 송신(1130)은 헤더 및 패킷을 포함한다. 각각의 프레임(740)이 헤더 및 패킷에 추가하여 프리앰블을 포함하는 도 7의 TXOP(790)와TXOP(1110)는 대조적이다. 단일 프리앰블을 전송함으로써, 요구되는 프리앰블 전송은 동일한 양의 송신된 데이터에 대하여 N개의 프리앰블들 대신에 하나의 프리앰블이 된다.
따라서, 프리앰블(1120)은 연속적인 전송들로부터 제거될 수 있다. 초기의 프리앰블(1120)은 신호를 동기포착하기 위해서 뿐만 아니라 OFDM을 위한 미세 주파수 동기 포착을 위해 수신기에 의해 사용될 수 있다. MIMO 전송들에 대하여, 초기 프리앰블(1120)은 수신기가 공간적인 채널들을 추정하도록 하기 위해 현재의 OFDM 프리앰블과 비교하여 확장될 수 있다. 그러나, 동일한 TXOP내의 후속 프레임들은 추가의 프리앰블들을 요구할 수 없다. OFDM 심볼들 내의 파일럿 톤들은 신호 트래킹에 충분하다. 선택적인 실시예에서, 추가의(프리앰블과 유사한) 심볼들은 TXOP(1110) 주기적으로 분포될 수 있다. 그러나, 전체 프리앰블 오버헤드는 상당히 감소될 수 있다. 프리앰블은 필요에 의해서만 전송될 수 있고, 이전에 송신된 프리앰블들 이래로 경과된 시간량에 기초하여 서로 다르게 전송될 수 있다.
TXOP(1110)가 이전 시스템들의 특징들을 통합할 수 있음에 유의하라. 예를 들어, 블록 ACK는 선택적이다. 더 빈번한 ACK들이 지원될 수 있다. 심지어, GIFS와 같은 더 적은 간격들은 더 긴 SIFS(사용되는 경우에 신호 확장을 더한)를 위해 대체될 수 있다. 연속적인 전송들(1130)은 전술된 것과 같은 더 큰 패킷의 세그먼트들을 포함할 수 있다. 동일한 수신 STA로의 연속적인 전송들을 위한 헤더는 압축될 수 있다. 압축 헤더들의 예가 하기에서 설명된다.
도 12는 프리앰블들을 결합하고, SIFS와 같은 간격들을 제거하며, 적절한 경우에 GIF들을 삽입하는 것을 포함하여 전술된 다양한 양상들을 통합하는 방법(1200)의 예시적인 실시예를 도시한다. 프로세스는 블록(1210)에서 시작하여 STA는 전슬된 임의의 기술들을 사용하여 TXOP를 획득한다. 블록(1220)에서, 프리앰블 은 필요한 경우에 전송된다. 다시 말해서, 프리앰블은 이전 프리앰블 보다 더 길거나 짧을 수 있고, 수신되는 STA가 MIMO 공간 채널을 평가하도록 하기 위해 요구되는 최종 전송된 프리앰블 이래로 경과된 시간과 같은 다양한 파라미터들에 따라 변화할 수 있다. 블록(1230)에서, STA는 하나 또는 그이상의 패킷들(또는 일반적으로 임의의 종류의 연속적인 전송들)을 수신지로 전송한다. 추가의 프리앰블들이 송신될 필요가 없음에 유의하라. 선택적인 실시예에서, 하나 또는 그이상의 추가 프리앰블들이 선택적으로 전송될 수 있거나, 프리앰블과 유사한 심볼들이 요구되는 경우에 분포될 수 있다. 블록(1240)에서, STA는 추가로 수신한 STA에 선택적으로 전송할 수 있다. 상기 경우에, GIFS는 필요한 경우에 입력될 수 있고, 하나 또는 그이상의 연속적인 전송들이 추가로 수신된 STA에 전송될 수 있다. 그후에 프로세스는 중단할 수 있다. 다양한 실시예들에서, STA는 원하는 성능 레벨을 위해 요구되는 것과 같은 GIFP 및/또는 프리앰블들을 입력하여 둘 이상의 STA들에 전송하기 시작할 수 있다.
따라서, 전술된 것과 같이, MAC 효율은 STA로부터 다수의 수신 STA들로의 전송들을 연속하는 전송들에 통합하여 다수의 또는 모든 보호 기간들을 제거하고 프리앰블 오버헤드를 감소시킴으로써 추가로 개선될 수 있다. 단일 프리앰블(또는 파일럿 전송)은 동일한 STA로부터 서로 다른 수신지 STA들로의 다수의 연속하는 전송들을 위해 사용될 수 있다.
추가 효율들은 폴 통합을 통해 획득될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 몇 개의 폴이 하기에 예로서 설명된 제어 채널로 통합될 수 있다. 일 예에서, AP는 TXOP들을 할당하기 위한 폴 메세지들을 포함하는 신호를 다수의 수신 STA들에 전송할 수 있다. 대조적으로, 802.11(e)에서, 각각의 TXOP는 SIFS가 뒤따르는 AP로부터 CF-Poll에 선행한다. 몇몇의 상기 CH-Poll 메세지들이 몇몇의 TXOP들을 할당하는데 사용되는 단일 제어 채널 메세지(하기에서 설명되는 일 실시예에서, SCHED라 참조됨)에 통합될 때 효율은 개선된다. 일반적인 실시예에서, 임의의 시간 주기는 통합된 폴들 및 그들의 개별 TXOP들에 할당될 수 있다. 예시적인 실시예는 도 15와 관련하여 설명되며, 추가의 예들이 포함된다.
제어 채널(즉, SCHED) 메세지는 효율을 추가 개선하기 위해 층으로 구성된 레이트 구조로 인코딩될 수 있다. 따라서, 임의의 STA로의 폴 메세지는 AP와 STA 사이의 제어 품질에 따라 인코딩될 수 있다. 폴 메세지들의 송신 순서는 할당된 TXOP들의 순서와 동일할 필요는 없지만, 코딩의 정확성에 따라 결정될 수 있다.
도 13은 통합된 폴들 및 그들의 개별 TXOP들을 도시하는 예시적인 물리 계층(PHY) 전송 세그먼트(1300)를 도시한다. 통합된 폴들(1310)이 송신된다. 폴들은 여기에 상세하게 설명된 예들, 즉 제어 채널 구성을 사용하여 송신될 수 있거나 당업자에게 용이하게 인식될 수 있는 무수한 선택적인 기술들을 사용하여 송신될 수 있다. 상기 예에서, 폴들 및 임의의 순방향 링크 TXOP들 사이의 프레임간 간격에 대한 필요성을 제거하기 위해, 순방향 링크 TXOP들(1320)은 통합된 폴들(1310) 이후에 직접 전송된다. 순방향 링크 TXOP들(1320) 다음에, 다양한 역방향 링크 TXOP들(1330A-1330N)이 적합한 경우에 삽입된 GIFS(1340)과 함께 송신된다. 하나의 STA로부터의 순차적인 전송들이 수행될 때 GIFS는 포함되지 않아야 함에 유의하라 (AP로부터 다양한 STA들로 출력하는 순방향 링크 전송들을 위한 GIFS 요구조건들의 부족과 유사하게). 상기 예에서, 역방향 링크 TXOP들은 STA 대 STA(즉, 피어 투 피어) TXOP들(예를 들면, DLP를 사용하는)을 포함한다. 도시된 전송 순서는 단지 예를 위해서임을 유의하라. 순방향 및 역방향 링크 TXOP들(피어 투 피어 전송을 포함하는)이 서로 교환되거나 분포될 수 있다. 몇가지 구성들로 인해 다른 구성들보다 많은 갭들을 제거할 필요는 없다. 당업자는 본 명세서의 기술의 관점에서 무수한 선택적인 실시예를 적용할 수 있다.
도 14는 폴들을 통합하기 위한 방법(1400)의 예시적인 실시예를 도시한다. 프로세스는 블록(1410)에서 시작하여 채널 자원들은 하나 또는 그 이상의 TXOP들에 할당된다. TXOP 할당 결정을 수행하기 위해 임의의 스케줄링 기능이 사용될 수 있다. 블록(1420)에서, 할당에 따라 TXOP들을 할당하기 위한 폴들이 통합된다. 블록(1430)에서, 통합된 폴들은 하나 또는 그 이상의 제어 채널들을 통해(즉, 하기에서 설명되는 예시적인 실시예에서 SCHED 메세지의 CTRLJ 세그먼트들) 하나 또는 그이상의 STA들로 전송된다. 선택적인 실시예에서, 임의의 메세징 기술은 통합된 폴들을 전송하는데 사용될 수 있다. 블록(1440)에서, STA들은 통합도니 폴들에서 폴링된 할당들에 따라 TXOP들을 전송한다. 그후에 프로세스는 중단될 수 있다. 상기 방법은 시스템 비컨 간격의 모두 또는 일부를 포함할 수 있는 임의의 길이의 통합된 폴 간격들과 결합하여 사용될 수 있다. 통합된 폴링은 전술된 것과 같이 액세스 기준의 경쟁, 또는 이전 폴링과 함께 간헐적으로 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방법(1400)은 주기적으로 또는 시스템 로딩 또는 데이터 전송 요구와 같은 다른 파라미터들에 따라 반복될 수 있다.
다양한 양상들을 설명하는 MAC 프로토콜의 예시적인 실시예는 도 15 및 16과 관련하여 설명된다. 상기 MAC 프로토콜은 본 출원과 동시에 제출된 "무선 랜 프로토콜 스택"이라는 명칭의 계류중인 미국 특허 연속 출원 XX/XXX,XXX, XX/XXX,XXX, 및 XX/XXX,XXX(대리인 문서 번호 030428, 030433, 030436)에 상세히 설명되며, 본 발명의 양수인에게 양수된다.
예시적인 TDD MAC 프레임 간격(1500)이 도 15에 설명된다. 용어 TDD MAC 프레임 간격의 사용은 하기에서 설명되는 다양한 전송 세그먼트들이 정의되는 시간 주기를 참조한다. TDD MAC 프레임 간격(1500)은 802.11 시스템에서의 전송을 설명하기 위해 용어 프레임을 사용하여 구별된다. 802.11에서, TDD MAC 프레임 간격(1500)은 비컨 간격 또는 비컨 간격의 일부와 유사할 수 있다. 도 15 및 16과 관련하여 설명되는 파라미터들은 단지 설명일 뿐이다. 당업자는 설명된 구성요소들의 일부 또는 모두 및 다양한 파라미터 값들을 사용하여 상기 예를 무수한 선택적인 실시예들에 적용할 수 있다. MAC 기능(1500)은 하기의 전송 채널 세그먼트들: 브로드캐스트, 제어, 순방향 및 역방향 트래픽(각각 다운링크 단계 및 업링크 단계라 참조됨) 및 랜덤 액세스 사이에 할당된다.
예시적인 실시예에서, TDD MAC 프레임 간격(1500)은 2ms 시간 간격으로 시간 분할 다중화(TDD)되고, 도시된 것과 같이 5개의 전송 채널 세그먼트들(1510-1550)로 분할된다. 선택적인 순서들 및 서로 다른 프레임 크기들은 선택적인 실시예들에서 사용될 수 있다. TDD MAC 프레임 간격(1500)에서의 할당들의 지속기간들은 몇몇의 작은 공통 시간 간격으로 양자화될 수 있다.
TDD MAC 프레임 간격(1500) 내의 5개의 전송 채널들의 예는 다음과 같다: (a) 브로드캐스트 제어 채널(BCCH)을 전송하는 브로드캐스트 채널(BCH;1510); (b) 순방향 링크를 통해 프레임 제어 채널(FCCH) 및 랜덤 액세스 피드백 채널(RFCH)을 전송하는 제어 채널(CCH;1520); (c) 사용자 데이터와 제어 정보를 전송하고, (i) 순방향 링크를 통한 순방향 트래픽 채널(F-TCH;1530) 및 (ii) 역방향 링크를 통한 역방향 트래픽 채널(R-TCH;1540); 및 (d) UT 액세스 요청들을 위한 액세스 요청 채널(ARCH)을 전송하는 랜덤 액세스 채널(TCH;1550). 파일럿 비컨은 세그먼트(1510)에서 전송된다.
프레임(1500)의 다운링크 단계는 세그먼트들(1510-1530)을 포함한다. 업링크 단계는 세그먼트들(1540-1550)을 포함한다. 세그먼트(1560)는 후속하는 TDD MAC 프레임 간격의 시작을 표시한다. 피어-투-피어 전송을 포함하는 선택적인 실시예가 하기에서 추가로 설명된다.
브로드캐스트 채널(BCH) 및 비컨(1510)은 AP에 의해 전송된다. BCH(510)의 제 1 부분은 타이밍 및 주파수 동기 포착 파일럿을 포함하여 파일럿 신호들과 같은 공통의 물리 계층 오버헤드를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 비컨은 채널을 추정하기 위해 UT들에 의해 사용되는 공통 MIMO 파일럿의 8개의 짧은 OFDM 심볼들을 뒤따르는 UT들에 의한 주파수 및 타이밍 동기포착을 위해 사용되는 2개의 짧은 OFDM 심볼들을 포함한다.
BCH(1510)의 제 2 부분은 데이터 부분이다. BCH 데이터 부분은 전송 채널 세그먼트들:CCH(1520), F-TCH(1530), R-TCH(1540) 및 RCH(1550)과 관련하여 TDD MAC 프레임 간격의 할당을 정의하며, 서브채널들과 관련하여 CCH의 구성을 정의한다. 상기 예에서, BCH(1510)는 무선 LAN(120)의 커버리지를 정의하며, 따라서 가장 정확한 가용 데이터 전송 모드로 전송된다. 전체 BCH의 길이는 고정된다. 예시적인 실시예에서, BCH는 레이트 1/4로 코딩된 2진 위상 쉬프트 키잉(BPSK)을 사용하는 공간 시간 전송 다이버시티(STTD) 모드로 전송된다. 상기 예에서, BCH의 길이는 10개의 짧은 OFDM 심볼들로 고정된다. 다양한 다른 시그널링 기술들이 선택적인 실시예들에서 사용될 수 있다.
AP에 의해 전송된 제어 채널(CCH;1520)은 TDD MAC 프레임 간격의 나머지 부분의 구성을 정의하며, 통합된 폴들의 사용을 설명한다. CCH(1520)는 다수의 서브채널들에서 매우 정확한 전송 모드를 사용하여 전송되며, 각각의 서브채널은 서로다른 데이터 레이트를 갖는다. 제 1 서브채널은 가장 정확하며, 모든 UT들에 의해 디코딩될 수 있는 것으로 예상된다. 예시적인 실시예에서, 레이트 1/4 코딩된 BPSK는 제 1 CCH 서브채널을 위해 사용된다. 정확성이 감소된(및 효율이 증가된) 몇몇의 다른 서브채널들이 사용가능하다. 예시적인 실시예에서, 3개 까지의 추가의 서브채널들이 사용된다. 각각의 UT는 디코딩이 실패할 때까지 모든 채널들을 순서대로 디코딩하는 것을 시도한다. 각각의 프레임 내의 CCH 전송 채널 세그먼트는 각각의 서브채널 내의 CCH 메세지들의 개수에 따라 가변하는 길이를 갖는다. 역방향 링크 랜덤 접속 버스트들에 대한 확인응답(acknowledgement)들은 CCH의 가장 강건한(제1) 서브 채널 상에서 전달된다.
CCH는 순방향 및 역방향 링크들 상에서 물리 계층 버스트들의 할당들을 포함한다(TXOP들에 대한 통합된 폴들과 유사함). 할당들은 순방향 또는 역방향 링크들 상에서의 데이터 전달을 위한 것일 수 있다. 일반적으로, 물리 계층 버스트 할당은 (a) MAC ID; (b) (F-TCH 또는 R-TCH에서) 프레임 내의 할당의 시작 시점을 표시하는 값; (c) 할당의 길이; (d) 전용 물리 계층 오버헤드의 길이; (e) 전송 모드; 및 (f) 물리 계층 버스트를 위해 사용되는 코딩 및 변조 방식을 포함한다.
CCH 에서의 할당들의 다른 예시적인 타입들은 UT로부터의 전용 파일럿의 전송을 위한 역방향 링크 상에서의 할당 또는 UT로부터 버퍼 및 링크 상태 정보 전송을 위한 역방향 링크 상에서의 할당을 포함한다. CCH는 비-사용으로 남겨질 프레임의 일부를 정의할 수 있다. 이러한 사용되지 않은 프레임의 일부들은 잡음 플로어(및 간섭)를 추정하고, 이웃 시스템 빔들을 측정하기 위해서 UT들에 의해 사용될 수 있다.
랜덤 접속 채널(RCH)(1550)은 UT가 랜덤 접속 버스트를 전송하는 역방향 링크 채널이다. RCH의 가변 길이는 BCH의 각 프레임에 대해 규정된다.
순방향 트래픽 채널(F-TCH)(1530)은 AP(104)로부터 전송되는 하나 이상의 물리 계층 버스트들을 포함한다. 각각의 버스트는 CCH 할당에서 표시되는 특정 MAC ID로 지향된다. 각각의 버스트는 전용 물리 계층 오버헤드를 포함하고, 이러한 오버헤드는 예를 들어 CCH 할당에서 표시되는 전송 모드 및 코딩 및 변조 방식에 따라 전송되는 MAC PDU 및 파일럿 신호를 포함한다. F-TCH는 가변 길이이다. 실시예에서, 전용 물리 계층 오버헤드는 전용 MIMO 파일럿을 포함할 수 있다. 예시적 인 MAC PDU는 도16에서 상세히 제시된다.
역방향 트래픽 채널(R-TCH)(1540)은 하나 이상의 UT(106)들로부터의 물리 계층 버스트 전송들을 포함한다. 각각의 버스트는 CCH 할당에서 표시되는 특정 UT,에 의해 전송된다. 각각의 버스트는 CCH 할당에서 표시되는 전송 모드 및 코딩 및 변조 방식에 따라 전송되는 MAC PDU 및 전용 파일럿 프리앰블(존재하는 경우)을 포함할 수 있다. R-TCH는 가변 길이이다.
실시예에서, F-TCH(530), R-TCH(540), 또는 이들 모두는 상이한 UT들과 관련된 MAC PDU들을 동시에 전송하기 위해서 공간 멀티플렉싱 또는 코드 분할 다중 접속 기술을 사용할 수 있다. MAC PDU가 관련되는 MAC ID를 담고있는 필드(즉, 업 링크에서의 송신자 또는 다운링크에서의 의도된 수신자)는 MAC PDU 헤더에 포함될 수 있다. 이는 공간 멀티플렉싱 또는 CDMA가 사용되는 경우 발생할 수 있는 임의의 어드레싱 불명확성을 해결하기 위해서 사용될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 멀티플렉싱이 시간 분할 기술에 엄격하게 기반하는 경우, MAC ID는 MAC PDU 헤더에서 요구되지 않는데, 왜냐하면 TDD MAC 프레임 간격에서의 주어진 시간 주기를 특정 MAC ID에 할당하는 CCH 메세지 내에 어드레싱 정보가 포함되기 때문이다. 공간 멀티플렉싱, 코드 분할 멀티플렉싱, 시간 분할 멀티플렉싱, 및 다른 공지된 임의의 기술들의 조합이 사용될 수 있다.
도16은 본 실시예에서 IP 데이터그램 또는 이더넷 세그먼트일 수 있는 패킷(1610)으로부터의 예시적인 MAC PDU(1660)의 구성을 보여주는 도이다. 필드들의 예시적인 크기들 및 타입들이 본 실시예에서 제시된다. 당업자는 다양한 다른 크 기들, 타입들, 및 구성들이 본 발명의 영역 내에서 사용될 수 있음을 잘 이해할 수 있을 것이다.
제시된 바와 같이, 데이터 패킷(1610)은 적응 계층에서 세그먼트화된다. 각각의 적응 서브계층 PDU(1630)는 이러한 세그먼트들(1620) 중 하나를 갖는다. 본 예에서, 데이터 패킷(1610)은 N개의 세그먼트들(1620A-N)로 세그먼트화된다. 적응 서브계층 PDU(1630)는 각각의 세그먼트(1620)를 포함하는 페이로드(1634)를 포함한다. 타입 필드(1632)(본 예에서 1바이트)는 적응 서브계층 PDU(1630)에 첨부된다.
논리 링크(LL) 헤더(1642)(본 예에서 4바이트)는 적응 계층 PDU(1630)를 포함하는 페이로드(1644)에 첨부된다. LL 헤더(1642)에 대한 예시적인 정보는 스트림 식별자, 제어 정보, 및 시퀀스 번호들을 포함한다. CRC(1646)는 헤더(1642) 및 페이로드(1644)에 대해 계산되고, 논리 링크 서브 계층 PDU(LL PDU)(1640)를 형성하기 위해서 첨부된다. 논리 링크 제어(LLC) 및 무선 링크 제어(RLC) PDU들은 유사한 방식으로 형성될 수 있다. LLC PDU 및 RLC PDU들 뿐만 아니라, LL PDU(1640)들은 MUX 기능에 의해 서비스를 위해 큐(예를 들면, high QoS 큐, best effort 큐, 또는 제어 메세지 큐)들 내에 위치된다.
MUX 헤더(1652)는 각각의 LL PDU(1640)에 첨부된다. 예시적인 MUX 헤더(1652)는 길이 및 타입을 포함한다(헤더(1652)는 본 예에서 2바이트이다). 유사한 헤더가 각각의 제어 PDU(즉, LLC 및 RLC PDU)에 대해 형성될 수 있다. LL PDU(1640)(또는 LLC 또는 RLC PDU)는 페이로드(1654)를 형성한다. 헤더(1652) 및 페이로드(1654)는 MUX 서브계층 PDU(MPDU)(1650)를 형성한다(MUX 서브계층 PDU들은 여기서 MUX PDU로 지칭된다).
공유 매체 상에서의 통신 자원들은, 본 예에서 일련의 TDD MAC 프레임 간격에서 MAC 프로토콜에 의해 할당된다. 아래에서 상술되는 대안적인 실시예에서, 이러한 타입의 TDD MAC 프레임 간격들은 경쟁 기반 또는 폴링을 포함하고, 다른 타입의 접속 프로토콜을 사용하는 레거시 시스템과의 인터페이싱을 포함하는 다양한 다른 MAC 기능들을 통해 분산(intersperse)되어질 수 있다. 상술한 바와 같이, 스케줄러는 각각의 TDD MAC 프레임 간격에서 하나 이상의 MAC ID들에 대해 할당되는 물리 계층 버스트들의 크기를 결정한다(통합된 폴링 TXOP와 유사함). 전송될 데이터를 갖는 모든 MAC ID가 반드시 특정 TDD MAC 프레임 간격 내의 공간에 할당되는 것은 아니다. 임의의 접속 제어 또는 스케줄링 방식이 본 발명의 영역 내에서 사용될 수 있다. 할당이 MAC ID에 대해 이뤄지면, MAC ID에 대한 각각의 MUX 기능은 MAC PDU(1660)를 형성할 것이고, MAC PDU(1660)는 TDD MAC 프레임 간격 내의 포함을 위해서 하나 이상의 MUX PDU(1650)들을 포함한다. 하나 이상의 할당된 TMAC ID들에 대한 하나 이상의 MUX PDU(1660)들은 TDD MAC 프레임 간격(즉, 도15에서 상술되는 TDD MAC 프레임 간격(1500))에 포함될 것이다.
실시예에서, 일 양상은 특정 MPDU(1650)가 전송되는 것을 허용하여, MAC PDU(1660)에서의 효율적인 패킷을 허용한다. 본 예에서, 이전 전송으로부터 남겨진 임의의 부분적인 MPDU(1650)들의 전송되지 않은 바이트들이 포함될 수 있고, 이는 부분적인 MPDU(1664)에 의해 식별된다. 이러한 바이트들(1664)은 현재 프레임의 임의의 새로운 PDU(1666)(즉, LL PDU 또는 제어 PDU)들에 앞서 전송될 것이다. 헤더(1662)(본 예에서 2 바이트)는 현재 프레임에서 전송된 제1 새로운 MPDU(본 예에서 MPDU(1666A))의 시작을 표시하는 MUX 포인터를 포함한다.
물리 계층 버스트의 할당된 부분을 채우기 위해서, MAC PDU(1660)는 MUX 포인터(1662), (이전 할당으로부터 남겨진)시작에서의 가능한 부분적인 MUX PDU(1664)(그 뒤에는 0 또는 그 이상의 완전한 MUX PDU 1666A-N이 뒤따름), 및 (현재 할당으로부터) 가능한 부분적인 MUX PDU(1668) 또는 다른 패딩을 포함한다. MAC PDU(1660)는 MAC ID에 할당된 물리 계층 버스트에서 전달된다.
따라서, 예시적인 MAC PDU(1660)은 목적 STA로 지향되는 하나 이상의 흐름들로부터의 데이터의 일부를 포함하며, 하나의 STA로부터 다른 STA로 전송되는 전송(또는 802.11 용어에서 프레임)을 예시한다. 효율적인 패킹은 부분적인 MUX PDU들의 사용을 통해 달성된다. 각각의 MAC PDU는 CCH에 포함된 통합된 폴에서 표시되는 시간에서 TXOP(802.11 용어를 사용함)에서 전송된다.
도15-16에서 설명되는 예시적인 실시예는 통합된 폴들, 감소된 프리앰블 전송, 및 각각의 STA(AT를 포함함)로부터의 물리적 계층 버스트들의 순차적인 전송에 의한 갭들의 제거를 포함하는 다양한 양상들을 보여준다. 이러한 양상들은 802.11 시스템들을 포함하는 임의의 MAC 프로토콜에 적용가능하다. MAC 효율성을 달성하고, 피어 투 피어 전송을 지원하며, 기존의 레거시 프로토콜 또는 시스템을 통합하고, 이들과 협력하는 다양한 다른 기술들을 보여주는 대안적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
상술한 바와 같이, 여기서 설명되는 다양한 실시예들은 채널 추정 및 타이트 한 레이트 제어를 사용한다. 향상된 MAC 효율성은 매체 상에서의 불필요한 전송을 최소화함으로써 달성될 수 있지만, 일부의 경우에, 불충분한 레이트 제어 피드백은 전체 처리효율을 감소시킨다. 따라서, 충분한 기회들이 채널 추정 및 피드백을 위해 제공되어 모든 MIMO 모드들에서의 전송 레이트를 최대화하고, 임의의 MAC 효율성 이득을 오프셋할 수 있는 불충분한 채널 추정으로 인한 처리효율 손실을 방지한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 그리고 아래에서 설명되는 바와 같이, 예시적인 MAC 실시예들은 수신기들이 송신기에 레이트 제어 피드백을 제공하는 A기회들 및 충분한 프리앰블 전송 기회들을 제공하도록 설계될 수 있다.
일 실시예에서, AP는 주기적으로 그 전송 상에서 MIMO 파일럿을 분산시킨다(적어도 매 TP 초 마다, 여기서 TP는 고정 또는 가변 파라미터일 수 있음). 각각의 STA는 채널을 추정하기 위해서 다른 STA들 및 AP에 의해 사용될 수 있는 MIMO 파일럿을 통해 그 폴링된 TXOP를 개시할 수 있다. 직접 링크 프로토콜(하기에서 설명됨)을 사용하여 AP 또는 다른 STP로 전송하는 경우에 있어서, MIMO 파일럿은 목적지 STA에서의 수신기 처리를 간략화하는 것을 돕는 조정된 기준일 수 있다.
AP는 ACK 피드백을 제공하기 위해서 목적지 STA로 기회들을 제공할 수 있다. 목적지 STA는 송신 STA로 가용한 MIMO 모드들에 대한 레이트 제어 피드백을 제공하기 위해서 이러한 피드백 기회들을 사용할 수 있다. 이러한 레이트 제어 피드백은 802.11(e)를 포함하는 레거시 802.11 시스템에서 정의되지 않는다. MIMO의 도입은 레이트 제어 정보의 총 량(MIMO 모드 당)을 증가시킬 수 있다. 일부 경우에, MAC 효율에 있어서의 개선의 장점을 최대화하기 위해서, 이들은 타이트한 레이트 제어 피드백에 의해 보완될 수 있다.
여기서 도입되는 다른 양상들(아래에서 설명됨)은 STA들에 대한 스케줄링 및 백로그 정보이다. 각각의 STA는 프리앰블로 그 TXOP를 개시할 수 있고, 뒤이어 다음 TXOP의 요청된 듀레이션이 뒤따른다. 이러한 정보는 AP로 예정된다. AP는 수개의 상이한 STA들로부터 다음 요청된 TXOP에 대한 정보를 수집하고 뒤이어 TDD MAC 프레임 간격 동안 TXOP들의 매체 상의 듀레이션 할당을 결정한다. AP는 매체를 공유하는 방법을 결정하기 위해서 상이한 우선순위 또는 QoS 규칙들을 사용할 수 있고, 또는 STA로부터의 요청에 따라 비례적으로 매체를 공유하기 위한 매우 간단한 규칙을 사용할 수도 있다. 임의의 다른 스케줄링 기술이 사용될 수 있다. 다음 TDD MAC 프레임 간격 동안 TXOP들에 대한 할당들은 AP로부터의 뒤이은 제어 채널 메세지에서 할당된다.
지정된 접속 포인트
여기서 제시되는 실시예에서, 네트워크는 진정한(true) 접속 포인트를 가지고, 또는 진정한 접속 포인트 없이 동작을 지원할 수 있다. 진정한 AP가 존재하는 경우, 이는 예를 들어 유선 팻 파이프 접속(즉, 케이블, 섬유, DSL 또는 T1/T3 이더넷) 또는 홈 엔터테인먼트 서버에 연결될 수 있다. 이 경우에, 진정한 AP는 네트워크의 장치들 간의 다수의 데이터 흐름에 대한 소스 및 싱크일 수 있다.
진정한 AP가 존재하지 않는 경우에, 스테이션들은 분산된 조정 기능(DCF), 또는 802.11b/g/a, 또는 802.11e의 향상된 분산 채널 접속(상술하였음)과 같은 기술들을 사용하여 서로 통신할 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 추가적인 자원들이 요구되는 경우, 매체의 보다 효율적인 사용은 중앙집중 스케줄링 방식을 통해 달성될 수 있다. 이러한 네트워크 구조는 예를 들어, 상이한 장치들(즉, DVD-TV, CD-Amp-Speaker 등)이 서로 통신하는 것이 요구되는 가정에서 발생할 수 있다. 이러한 경우, 네트워크 스테이션들은 자동으로 하나의 스테이션이 AP가 되도록 지정한다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 적응성 조정 기능(ACF)이 지정된 접속 포인트와 함께 이용될 수 있고, 중앙집중형 스케줄링, 랜덤 접속, 애드-혹 통신, 또는 이들의 조합을 사용하여 배치될 수 있다.
임의의(그러나 반드시 모두일 필요는 없음) 비-AP 장치들은 향상된 MAC 능력을 가지고, 지정된 AP로서의 동작에 적합하다. 모든 장치들이 지정된 AP MAC 능력을 수행할 수 있도록 지정될 필요는 없음을 주의하라. QoS(예를 들면, 보장된 대기시간), 높은 처리율, 및/또는 효율성이 중요한 경우, 네트워크의 장치들 중 하나의 장치는 지정된 AP 동작을 수행할 수 있는 것이 필요하다.
이는 지정된 AP 능력은 일반적으로 높은 능력, 예를 들면 라인 전력, 많은 수의 안테나 및/또는 송/수신 체인, 또는 높은 처리율 요구조건과 같은 하나 이상의 속성들을 갖는 장치들과 관련될 것이라는 것을 의미한다. (지정된 AP를 선택하는 추가적인 인자들이 아래에서 설명된다). 따라서, 낮은-엔드 카메라 또는 전화기와 같이 낮은-엔드 장치에는 지정된 AP 능력의 부담이 지워질 필요가 없지만, 높은-엔드 비디오 소스 또는 고화질 비디오 디스플레이와 같은 높은-엔드 장치에는 지정된 AP 능력이 구비될 수 있다.
비-AP 네트워크에서, 지정된 AP는 진정한 AP의 역할을 수행하고, 기능성을 감소시키거나 감소시키지 않을 수 있다. 다양한 실시예들에서, 지정된 AP는 다음 기능을 수행한다; (a) 네트워크 기본 서비스 셋(BSS) ID 확립; (b) 비콘 및 방송 채널(BCH) 네트워크 구성 정보를 전송함으로써 네트워크 타이밍 설정(BCH는 다음 BCH까지 매체의 구성(composition)을 정의함); (c) 순방향 제어 채널(FCCH)을 사용하여 네트워크 상에서의 스테이션들의 전송들을 스케줄링함으로써 연결들을 관리; (d) 연합(association) 관리; (e) QoS 흐름들에 대한 어드미션 제어; 및/또는 (f) 다양한 다른 기능들. 지정 AP는 세련된 스케줄러, 또는 임의의 스케줄링 알고리즘을 구현할 수 있다. 간단한 스케줄러가 사용될 수 있고, 그 예는 아래에서 설명된다.
수정된 물리 계층 컨버젼스 프로토콜(PLCP) 헤더가 피어 투 피어 통신에 대해 아래에서 설명되고, 이는 지정된 AP에 또한 적용가능하다. 일 실시예에서, 모든 전송들의 PLCP 헤더는 모든 스테이션들(지정된 AP를 포함)에 의해 디코딩될 수 있는 기본 데이터 레이트에서 전송된다. 스테이션들로부터의 전송들의 PLCP 헤더는 주어진 우선 순위 또는 흐름과 관련된 스테이션에서 데이터 백로그를 포함한다. 대안적으로, 이는 주어진 우선 순위 또는 흐름에 대한 뒤이은 전송 기회 듀레이션에 대한 요청을 포함한다.
지정된 AP는 모든 전송 스테이션들의 PLCP 헤더들에서 "스누핑(snooping)"에 의해 스테이션들에 의해 요청된 전송 기회 듀레이션들 또는 백로그를 결정할 수 있 다. 지정된 AP는 EDCA-기반(분산 접속)에 할당될 시간 부분 및 로드, 충돌, 또는 다른 경쟁 조치들에 기반한 경쟁 없는 폴링(중앙집중형) 접속에 할당되는 시간 부분을 결정한다. 지정된 AP는 요청들에 비례하여 대역폭을 할당하는 기본적인 스케줄러를 운영할 수 있고, 이들을 경쟁 없는 주기에서 스케줄링한다. 향상된 스케줄러들이 허용되지만, 강제되지는 않는다. 스케줄링된 전송들은 CCH(제어 채널)에서 지정된 AP에 의해 공표될 수 있다.
지정된 AP는 에코기능이 비록 허용되더라도, 하나의 스테이션의 전송을 다른 스테이션으로 에코하는 것이 요구되지는 않는다. 진정한 AP는 에코기능을 수행할 수 있다.
지정된 접속 포인트를 선택할 때, 어떤 장치가 접속 포인트로서 기능하여야 하는지를 결정하기 위해서 계층구조가 생성될 수 있다. 지정된 접속 포인트를 선택하는데 있어서 통합될 수 있는 예시적인 인자들은 다음 인자들을 포함한다. (a) 사용자 오버라이드(override); (b) 보다 높은 선호 레벨; (c) 보안 레벨; (d) 능력; 라인 전력; (e) 능력: 안테나의 수; (f) 능력: 최대 전송 전력; (g) 다른 인자들에 기반하여 타이(tie)를 끊음; 매체 접속 제어(MAC) 어드레스; (h) 전력이 공급되는 제1 장치; (i) 임의의 다른 인자들.
실제로, 지정된 AP가 중앙에 위치하고 최상의 총 Rx SNR CDF를 가지는 것이 바람직하다(즉, 양호한 SNR으로 모든 스테이션들을 수신할 수 있음). 일반적으로, 스테이션이 보다 많은 안테나를 가질수록, 수신기 선택도가 향상된다. 게다가, 다수의 스테이션들이 지정된 AP를 청취할 수 있도록 하기 위해서 지정된 AP는 보다 높은 전송 전력을 갖는다. 이러한 속성들은 스테이션들이 추가되거나 이동할 때 네트워크가 동적으로 재구성될 수 있도록 하기 위해서 평가 및 이용될 수 있다.
피어 투 피어 연결들은 네트워크가 진정한 AP 또는 지정된 AP를 통해 구성되는 경우에는 지원될 수 있다. 피어 투 피어 연결들은 아래의 다음 섹션에서 설명된다. 일 실시예에서, 2가지 타입의 피어 투 피어 연결들이 지원될 수 있다:(a) 관리되는 피어 투 피어, 여기서 AP는 관련되는 각각의 스테이션에 대한 전송을 스케줄링한다; 그리고 (b) 애드-혹, 여기서 AP는 스테이션 전송의 관리 또는 스케줄링에 관여하지 않는다.
지정된 AP는 MAC 프레임 간격을 설정하고, 프레임의 시작에서 비콘을 전송한다. 방송 및 제어 채널들은 기지국에 대한 전송 프레임에서 할당된 듀레이션들을 규정한다. 피어 투 피어 전송들을 위한 할당들을 요청한 기지국에 있어서(그리고, 이러한 요청들은 AP에게 알려진다), AP는 스케줄링된 할당들을 제공할 수 있다. 이러한 AP는 예를 들어, 매 MAC 프레임을 통해, 제어 채널에서 이러한 할당들을 공표한다.
선택적으로, AP는 MAC 프레임에서 A-TCH(애드 혹) 세그먼트를 포함할 수 있다(아래에서 설명됨). MAC 프레임에서의 A-TCH의 존재는 BCH 및 FCCH에서 표시될 수 있다. A-TCH 동안, 스테이션들은 CSMA/CA 프로시져들을 사용하여 피어 투 피어 통신을 수행한다. IEEE 무선 LAN 표준 802.11의 CSMA/CA 프로시져들은 즉각적인 ACK에 대한 요건을 배제하기 위해서 수정될 수 있다. 스테이션이 채널을 차지하는 경우, 스테이션은 다수의 LLC-PDU들로 구성되는 MAC-PDU(프로토콜 데이터 유닛)을 전송한다. A-TCH에서 스테이션에 의해 차지될 수 있는 최대 듀레이션은 BCH에서 표시된다. 확인응답된 LLC에 있어서, 윈도우 크기 및 최대 확인응답 지연은 요구되는 애플리케이션 지연에 따라 협상될 수 있다. 진정한 AP들 및 지정된 AP들 양자 모두와 함께 사용하기 위한, A-TCH 세그먼트를 갖는 수정된 MAC 프레임은 도20을 참조하여 아래에서 설명된다.
일 실시예에서, 조종되지 않은(unsteered) MIMO 파일럿은 모든 스테이션들이 그들과 전송 스테이션 사이의 채널을 파악할 수 있도록 하여준다. 이는 일부 시나리오에서 유용하다. 또한, 지정된 AP는 채널 추정을 허용하고, 할당들이 유도될 수 있는 PCCH의 복조를 용이하게 하기 위해서 조종되는 않은 MIMO 파일럿을 사용할 수 있다. 지정된 AP가 주어진 MAC 프레임에서 모든 요청된 할당들을 수신하면, 지정된 AP는 뒤이은 MAC 프레임에 대해 이들을 스케줄링한다. 레이트 제어 정보가 FCCH에 포함될 필요는 없음을 주목하라.
일 실시예에서, 스케줄러는 다음 동작들을 수행한다. 첫 번째로 , 스케줄러는 다음 MAC 프레임에 대한 모든 요청된 할당들을 수집하고, 총 요청 할당(총 요청)을 계산한다. 둘째로, 스케줄러는 F-TCH 및 R-TCH로의 할당에 가용한 총 자원(총 가용자원)을 계산한다. 셋째로, 총 요청이 총 가용자원을 초과하면, 모든 요청된 할당들은 총 가용자원/총 요청에 의해 정의되는 비율에 따라 스케일링된다. 넷째로, 12 OFDM 심벌들보다 작은 임의의 스케일링된 할당들에 있어서, 이러한 할당들은 12 OFDM 심벌들로 증가된다(본 실시예에서: 다른 실시예들이 다른 파라미터로 전개될 수 있다). 다섯째로, F-TCH + R-TCH에서 결과적인 할당들을 수용하기 위해 서, 가장 큰 것으로부터 시작하여 라운드-로빈 방식으로 한번에 한 심벌씩 12 OFDM 보다 큰 모든 할당들을 감소시킴으로써, 임의의 초과 OFDM 심벌들 및/또는 가드 타임들이 수용될 수 있다.
하나의 예는 상술한 실시예를 보여준다. 20, 40, 12, 48과 같은 할당 요청들을 고려해보자, 따라서, 총 요청은 120이다. 총 가용자원이 90이라고 가정해보자. 또한, 요구되는 가드 타임이 0.2 OFDM 심볼이라고 가정해 보자. 그러면, 상술한 세번째 동작에서 설명한 바와 같이, 스케일된 할당들은 15, 30, 9, 36이다. 네번째 동작에서 설명한 바와 같이, 9의 할당이 12로 증가된다. 다섯번째 동작에 따라, 수정된 할당들 및 가드 타임을 합산하면, 총 할당은 93.8이다. 이는 할당들이 4 심벌만큼 감소됨을 의미한다. 가장 큰 것부터 시작하고, 하나에 일 심벌만큼 제거함으로써, 최종 할당은 14, 29, 12, 34로 결정된다(즉, 총 89 심벌 및 가드 타임을 위한 0.8 심벌들).
실시예에서, 지정된 AP가 존재하는 경우에, BSS에 대한 비콘을 확립할 수 있고, 네트워크 타이밍을 설정할 수 있다. 장치들은 지정된 AP와 관련된다. 지정된 AP와 관련되는 2개의 장치들이, QoS 연결, 예를 들면 낮은 대기시간 및 높은 처리율 요건을 갖는 HDTV를 필요로 하는 경우, 이들 장치는 어드미션 제어를 위해 트래픽 사양을 지정된 AP로 제공한다. 지정된 AP는 연결 요청을 수용 또는 거부한다.
매체 이용이 충분히 낮으면, 비콘들 사이의 매체의 전체 듀레이션은 CSMA/CA를 사용하는 EDCA를 위해 비축될 수 있다. EDCA 동작이 잘 운영되면, 예를 들어 과도한 충돌, 백오프, 및 지연들이 존재하지 않으면, 지정된 AP는 조정 기능을 제 공할 필요가 없다.
지정된 AP는 스테이션 전송들의 PLCP 헤더들을 유심히 관찰함으로써 매체 이용의 모니터링을 계속한다. 백로그 또는 전송 기회 듀레이션 요청들 뿐만 아니라, 매체 관측에 기반하여, 지정된 AP는 허용된 흐름들의 요구되는 QoS를 EDCA가 만족하지 않는 시점을 결정할 수 있다. 예를 들어, 보고된 백로그들 또는 요청된 듀레이션들에서의 경향을 관찰하고, 허용된 흐름들에 기반하여 이들을 기대 값과 비교할 수 있다.
요구된 QoS가 분산된 접속하에서 만족되지 않는다고 지정된 AP가 결정하면, 지정된 AP는 매체 상의 동작을 폴링 및 스케줄링을 갖는 동작으로 전이시킬 수 있다. 후자는 보다 결정론적인 대기시간 및 보다 높은 처리효율을 제공한다. 이러한 동작의 예들은 아래에서 설명된다.
따라서, 송신 스테이션들로부터의 전송 기회 요청들 관측, 허용된 QoS 흐름들에 대한 요청들의 비교, 그리고 매체 이용, 충돌, 혼잡 관측을 기초로 하여, EDCA(분산된 접속 방식)로부터 스케줄링된(중앙 집중형) 동작으로의 적응적인 전이가 이용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 명세서 전반에서 설명되는 임의의 실시예에서(여기서는 접속 포인트가 기술됨), 당업자는 본 실시예가 진정한 접속 포인트 또는 지정된 접속 포인트와 동작하도록 적응될 수 있음을 잘 이해할 수 있을 것이다. 여기서 제시된 바와 같이, 지정된 접속 포인트가 배치 및/또는 선택될 수 있고, 본 명세서에서 제시되는 않은 프로토콜들을 포함하여 임의의 프로토콜에 따라 지정된 접속 포인트가 동작할 수 있다.
피어-투-피어 전송 및 직접 링크 프로토콜(DLP)
상술한 바와 같이, 피어-투-피어(간단히 피어-피어) 전송은 하나의 STA가 데이터를 먼저 AP로 전송하지 않고 직접 데이터를 다른 STA로 전송할 수 있도록 하여준다. 여기서 제시되는 다양한 양상들이 피어 투 피어 전송에서 사용하기 위해 채택될 수 있다. 일 실시예에서, 직접 링크 프로토콜(DLP)이 적용되고, 이는 아래에서 설명된다. 도17은 시스템(100) 내의 예시적인 피어 투 피어 통신을 보여준다. 본 예에서, 도1의 시스템(100)과 유사한 시스템(100)은 하나의 UT로부터 다른 UT로의 직접 전송을 허용하도록 적응된다(본 예에서, UT(106A) 및 UT(106B) 사이의 전송이 제시됨). UT(106)들은 WLAN(120)에서 AP(104)와 직접적으로 임의의 통신을 수행한다.
다양한 실시예들에서, 2가지 타입의 피어 투 피어 연결들이 지원된다:(a) 관리되는 피어 투 피어, 여기서 AP는 관여하는 각각의 STA에 대한 전송을 스케줄링한다; (b) 애드-혹, 여기서 AP는 STA 전송의 스케줄링 또는 관리에 관여하지 않는다. 실시예는 이들 연결들 중 하나 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 실시예에서, 전송되는 신호는 가능하게는 접속 포인트를 포함하는 하나 이상의 스테이션들에 의해 수신가능한 공통 정보, 및 피어-피어 수신 스테이션에 의한 수신을 위해 포맷된 정보를 포함하는 일부 정보를 포함한다. 공통 정보는 스케줄링(도25에 제시됨) 또는 다양한 이웃 스테이션들에 의한 경쟁 백오프(도26에 제시됨)를 위해 사용될 수 있 다.
아래에서 제시되는 다양한 실시예들은 피어-피어 연결들에 대한 폐쇄 루프 레이트 제어를 보여준다. 이러한 레이트 제어는 가용한 높은 데이터 레이트를 이용하기 위해서 사용된다.
명확성을 위해서, 다양한 특징들(즉, 확인응답)은 실시예들에서 반드시 설명되지는 않는다. 당업자는 여기서 제시되는 특징들이 다양한 실시예들에서 다양한 세트들 및 서브세트들을 형성하기 위해서 결합될 수 있음을 잘 이해할 수 있을 것이다.
도18은 종래의 물리 계층 버스트(1800)를 보여주는 도이다. 프리앰블(1810)이 전송되고, 뒤이어 물리 계층 컨버젼스 프로토콜 헤더(PLCP)(1820)가 전송된다. 레거시 802.11 시스템은 데이터 심벌(1830)로서 전송되는 데이터에 대한 변조 타입 및 레이트 타입을 포함하는 PLCP 헤더를 정의한다.
도19는 피어-피어 전송에서 이용될 수 있는 예시적인 물리 계층 버스트(1900)를 보여주는 도이다. 도18에서 제시된 바와 같이, 프리앰블(1810) 및 PLCP 헤더(1820)가 포함될 수 있고, 뒤이어 P2P(1940)으로 표시된 피어-피어 전송이 뒤따른다. P2P(1940)는 수신 UT에 의한 사용을 위한 MIMO 파일럿(1910)을 포함한다. MIMO 레이트 피드백(1920)은 송신 UT로의 차후 전송에서 수신 유닛에 의한 사용을 위해 포함될 수 있다. 레이트 피드백은 수신 스테이션에서 송신 스테이션으로부터의 이전 전송에 응답하여 발생된다. 그리고 나서, 데이터 심벌들(1930)이 피어-피어 연결을 위한 선택된 변조 포맷 및 선택된 레이트에 따라 전송될 수 있다. PHY 버스트(1900)와 같은 물리 계층 버스트가 애드 혹 피어-피어 전송 및 AP 관리 피어-피어 연결과 함께 사용될 수 있다. 예시적인 레이트 피드백 실시예들이 아래에서 설명된다. 이러한 양상들을 포함하는 물리 계층 전송 버스트들의 대안적인 실시예들이 아래에서 또한 포함된다.
실시예에서, AP는 TDD MAC 프레임 간격을 설정한다. 방송 및 제어 채널들은 TDD MAC 프레임 간격에서 할당된 듀레이션들을 규정하기 위해서 사용된다. 피어-피어 전송에 대한 할당을 요청한 STA에 있어서(AP에게 알려짐), AP는 스케줄링된 할당들을 제공하고, 이들을 매 TDD MAC 프레임 간격에서 제어 채널에서 공표한다. 예시적인 시스템은 도15에서 제시된다.
도20은 A-TCH(2010)로 식별되는 선택적인 애드 혹 세그먼트를 포함하는 TDD MAC 프레임 간격(2000)의 예시적인 실시예를 보여주는 도이다. 도15에서 제시된 것과 실질적으로, 유사한 TDD MAC 프레임 간격(2000) 넘버링 섹션이 동작에서 포함된다. TDD MAC 프레임 간격(2000)에서의 A-TCH(2010)의 존재가 BCH(510) 및/또는 CCH(520)에서 표시된다. A-TCH(2010) 동안, STA는 임의의 경쟁 프로시져를 사용하여 피어 투 피어 통신을 수행한다. 예를 들어, SIFS, DIFS, 백오프 등과 같은 802.11 기술들이 사용될 수 있다. 802.11(e)에서 소개되는 QoS 기술들이 선택적으로 사용될 수 있다. 다양한 다른 경쟁 기반 방식들이 또한 사용될 수 있다.
실시예에서, 802.11에서 정의되는, 경쟁을 위한 CSMA/CA 프로시져는 다음과 같이 수정될 수 있다. 즉각적인 ACK는 필요하지 않다. STA는 채널을 차지하는 경우 다수의 PDU(즉, LLC-PDU)로 구성되는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MAC-PDU)을 전 송한다. A-TCH에서 STA에 의해 차지되는 최대 듀레이션이 BCH에서 표시될 수 있다. 확인응답 전송이 요구되면, 윈도우 크기 및 최대 확인응답 지연이 요구되는 애플리케이션 지연에 따라 협상될 수 있다.
본 예에서, F-TCH(530)는 AP로부터 STA로의 전송을 위한 TDD MAC 프레임 간격의 일부이다. 경쟁 기술들을 사용하는 STA들 사이의 피어 투 피어 통신이 A-TCH에서 수행될 수 있다. STA들 사이의 스케줄링된 피어 투 피어 통신은 R-TCH(540)에서 수행될 수 있다. 이러한 3개의 세그먼트들 중 임의의 세그먼트가 널(null)로 전송될 수 있다.
도21은 예시적인 물리 계층 버스트(2100)(PHY 버스트로 지칭됨)를 보여주는 도이다. PHY 버스트(2100)는 예를 들어, R-TCH(540) 기간 동안, 또는 A-TCH(2010)와 같은 애드 혹 연결동안(도20에 제시됨) 스케줄링된 피어-피어 연결들에서 사용될 수 있다. PHY 버스트(2100)는 조종되지 않은 MIMO 파일럿(2110), 피어 공통 제어 채널(PCCH)(2120), 및 하나 이상의 데이터 심벌들(2130)을 포함한다. 조종되지 않은 MIMO 파일럿(2110)은 하나 이상의 스테이션들에서 수신될 수 있고, 송신 스테이션 및 수신 스테이션 사이의 각각의 채널을 추정하기 위해서 수신 스테이션에 의해 기준으로서 사용될 수 있다. 이러한 예시적인 PCCH는 다음 필드들을 포함한다: (a) 목적지 MAC-ID, (b) 다음 TDD MAC 프레임 간격 동안 요구되는 전송 듀레이션에 대한 할당 요청, (c) 현재 데이터 패킷에 대한 전송 포맷을 표시하는 전송 레이트 표시기, (d) AP로부터의 임의의 할당을 수신하기 위한 제어 채널(즉, CCH) 서브채널, 및 (e) CRC. 조종되지 않은 MIMO 파일럿(2110)과 더불어, PCCH(2120)는 접속 포인트를 포함하는 다양한 청취 스테이션들에 의해 수신될 수 있는 공통 세그먼트이다. 할당 요청은 차후 TDD MAC 프레임 간격에서의 관리된 피어-피어 연결을 허용하기 위해서 PCCH에 삽입될 수 있다. 이러한 PHY 버스트는 애드-혹(ad-hoc) 접속에 포함될 수 있으며, 나중의 TDD MAC 프레임 간격에서 스케쥴링된 피어-투-피어(peer to peer)에 대한 할당을 요청할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 언스티어링된(unsteered) MIMO 파일롯은 8개의 OFDM 심볼들이며(아래에서 설명되는 대안적인 실시예에서, 적은 개수의 심볼들이 채널 추정을 위해 충분할 수 있다), PCCH는 두 개의 OFDM 심볼들이다. 언스티어링된 MIMO 파일롯(2110)과 PCCH(2120)를 포함하는, 공통 세그먼트 다음에, 하나 이상의 데이터 심볼들(2130)은 피어-피어 접속에서 각각의 STA에 의해 결정된 바와 같이 공간 멀티플렉싱 및/또는 보다 상위 변조 포맷들을 이용하여 전송된다. 전송의 이러한 부분은 전송의 데이터 부분에 내장된 레이트 제어 정보에 따라 코딩된다. 그리하여, PHY 버스트(2100)의 일부는 다수의 주변 스테이션들에 의해 수신가능하며, 실제 데이터 전송은 효율적인 전송을 위해 하나 이상의 특정한 피어-피어 접속된 스테이션들 또는 AP에 맞추어진다. 2130의 데이터는 액세스 포인트에 의해 할당되도록 전송되거나, 애드-혹 접속(즉, 절차들에 기반한 CSMA/CA 경쟁(contention))에 따라 전송될 수 있다.
PHY 버스트의 예시적인 실시예는 언스티어링된 MIMO 레퍼런스의 8개의 OFDM 심볼들로 구성된 프리앰블을 포함한다. 피어 공통 제어 채널(PCCH) MAC-PDU 헤더는, STTD 모드를 이용하여, R=1/2 BPSK로 인코딩된 다음 2개의 OFDM 심볼들에 포함된다. MAC-ID는 12 비트이다. 8-비트 할당 요청은 다음 TDD MAC 프레임 간격에서 원하는 시간 동안 AP에 의한 수신을 위해 포함된다(그리하여, 최대 요청은 256개의 짧은 OFDM 심볼들이다). TX 레이트는 현재 패킷에서 이용되는 레이트를 표시하기 위한 16-비트를 가진다. FCCH 서브채널 우선 순위는 4개까지의 서브 채널들 간의 우선 순위에 대응하도록 2비트를 가지며, 2비트에서 AP는 임의의 적용가능한 지정이 이루어지도록 하여야 한다. CRC는 10비트이다. 임의의 다른 필드들 및/또는 필드 크기들은 대안적인 PHY 버스트 실시예에 포함될 수 있다.
이러한 예에서, MAC-PDU 전송의 나머지는 피어-피어 접속에서 각각의 STA에 의해 결정되는 바와 같이 공간 멀티플레싱과 보다 상위 변조들을 이용한다. 전송의 이러한 부분은 전송의 데이터 부분에 내장된 레이트 제어 정보에 따라 코딩된다.
도 22는 피어-피어 데이터 전송을 위해 예시적인 방법(2200)을 나타낸다. 프로세스는 블록(2210)에서 시작하며, 스테이션은 언스티어링된 MIMO 파일롯을 전송한다. 블록(2220)에서, 스테이션은 공통적으로 디코딩가능한 정보를 전송한다. 예를 들어, 언스티어링된 MIMO 파일롯(2110)과 PCCH(2120)는 관리되는 접속에서 할당을 요청하기 위한 메커니즘의 예시로서 제공되며, AP 또는 다른 스케쥴링 스테이션은 요청을 포함하는 신호의 일부분을 디코딩할 수 있어야 할 필요성이 있다. 당업자는 공유 채널을 통해 피어-피어 접속들을 스케쥴링하기 위한 다수의 대안적인 요청 메커니즘들을 이해할 것이다. 블록(2230)에서, 데이터는 교섭된 전송 포맷들에 따라 하나의 스테이션에서 다른 스테이션으로 전송된다. 이러한 예에서, 스티어링된 데이터는 언스티어링된 MIMO 파일롯(2110)의 측정치들에 따라 결정되는 바 와 같이 레이트들 및 파라미터들을 이용하여 전송된다. 당업자는 특정한 피어-피어 채널을 위해 조정된 데이터를 전송하기 위한 다양한 대안적인 수단들을 이해할 것이다.
도 23은 피어-피어 통신을 위한 예시적인 방법(2300)을 나타낸다. 이러한 예에서 방법(2300)은 여러가지 양상들을 설명하며, 이러한 양상들의 서브세트들은 임의의 주어진 실시예에서 사용될 수 있다. 프로세스는 결정 블록(2310)에서 시작된다. 결정 블록(2310)에서, STA-STA 전달을 위한 데이터가 존재하면, 결정 블록(2320)으로 진행한다. 그렇지 않으면, 블록(2370)으로 진행하며 다른 액세스 타입들을 포함하는 임의의 다른 통신 타입을 수행한다. 프로세스는 결정 블록(2360)으로 진행하여 프로세스가 결정 블록(2310)으로 되돌아감으로써 반복될 수 있거나, 또는 중지될 수 있다.
결정 블록(2320)에서, 전송을 위한 STA-STA 데이터가 존재하면, 피어-피어 접속이 스케쥴링되는지 또는 애드-혹인지 여부를 결정한다. 전송이 스케쥴링되면, 블록(2320)으로 진행하고 TXOP를 얻기 위하여 할당을 요청한다. 할당 요청은, 위에서 설명된 바와 같이, TDD MAC 프레임 간격의 랜덤 액세스 부분 동안에 이루어질 수 있거나, 또는 애드 혹 전송에 포함될 수 있다는 것을 유의하도록 한다. 할당이 이루어지면, 블록(2350)에서 STA-STA 물리적 버스트가 전송될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 방법(2200)은 STA-STA PHY 버스트 중 하나의 타입으로서 제공될 수 있다.
결정 블록(2320)에서, 스케쥴링된 피어-피어 접속이 요구되지 않는다면, 액 세스에 대한 경쟁을 위해 블록(2340)으로 진행한다. 예를 들어, TDD MAC 프레임 간격(2000)의 A-TCH(2010) 세그먼트가 사용될 수 있다. 액세스가 경쟁을 통해 성공적으로 획득되면, 블록(2350)으로 진행하여, 위에서 설명된 바와 같이, STA-STA PHY 버스트를 전송한다.
블록(2350)으로부터, 결정 블록(2360)으로 진행하며, 위에서 설명된 바와 같이, 프로세스가 반복되거나 또는 중지될 수 있다.
도 24는 피어-피어 접속을 위해 이용하는 레이트 피드백을 제공하기 위한 예시적인 방법(2400)을 나타낸다. 도 24는 두 개의 스테이션들(STA 1 및 STA 2)에 의해 수행될 수 있는 다양한 전송들과 다른 단계들을 나타낸다. STA 1은 언스티어링된 파일롯(2410)을 STA 2로 전송한다. STA 2는 언스티어링된 파일롯(2410)을 수신하면서 채널(2420)을 측정한다. 예시적인 실시예에서, STA 2는 측정된 바와 같이 채널을 통한 전송을 위해 지원가능한 레이트를 결정한다. 이러한 레이트 결정은 레이트 피드백(2430)으로서 STA 1로 전송된다. 다양한 대안적인 실시예들에서, 대안적인 파라미터들은 레이트 피드백 결정이 STA 1에서 이루어지도록 허용하기 위해 전달될 수 있다. 2440에서, STA 1은, 예를 들어, A-TCH 동안에 스케쥴링된 할당을 수신하거나 또는 전송 기회를 위해 경쟁한다. 전송 기회가 획득되면, 2450에서, STA 1은 레이트 피드백(2430)에 응답하여 결정된 레이트와 변조 포맷에서의 데이터를 STA 2로 전송한다.
도 24에서 도시된 방법은 일반화되어 다양한 실시예들에 적용될 수 있으며, 이는 당업자에게 명백하다. 피어-피어 레이트 피드백을 통합하는 몇몇 예들뿐만 아니라 다른 양상들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
도 25는 두 개의 스테이션들(STA 1 및 STA 2)과 액세스 포인트(AP) 사이의 피어-피어 접속을 관리하는 방법(2500)을 나타낸다. 2505에서, STA 1은 언스티어링된 파일롯뿐만 아니라 할당을 위한 요청을 전송한다. 데이터는 또한, 아래에서 설명될 바와 같이, 이전의 할당 및 이전의 레이트 피드백에 따라 전송될 수 있다. 또한, 이러한 임의의 데이터는 이전에 관리된 피어-피어 접속으로부터의 또는 STA 1 또는 STA 2 중 하나에 의해 발생되는 애드 혹 통신으로부터의 레이트 피드백에 따라 전송될 수 있다. 언스티어링된 파일롯과 전송 요청은 STA 2와 액세스 포인트 모두에 의해 수신가능하다(그리고, 영역 내에 있는 다양한 다른 스테이션들에 의해 수신가능하다).
액세스 포인트는 전송 요청을 수신하며, 임의의 개수의 스케쥴링 알고리즘들 중 하나에 따라, 피어-피어 통신을 위한 할당이 이루어지는지 여부와 언제 이루어지는지에 대한 결정을 행한다. STA 2는 2505에서 언스티어링된 파일롯이 전송되는 동안에 채널을 측정하며 STA 1과의 피어-피어 통신을 위해 지원가능한 레이트에 대한 결정을 내릴 수 있다. 선택적으로, STA 2는 또한 이전 전송에 따라 레이트 피드백 및/또는 STA 1로부터의 데이터를 수신할 수 있다.
이러한 예에서, 액세스 포인트는 할당이 요청된 전송에 대하여 이루어지도록 결정한다. 2515에서 할당은 액세스 포인트로부터 STA 1로 전송된다. 이러한 예에서, R-TCH(540)를 통한 할당들은, 위에서 설명된 CCH(520)와 같은, 제어 채널들 동안에 전송된다. 유사하게 2520에서 R-TCH를 통한 할당은 STA 2에 대하여 이루어진 다. 2525에서, STA 1은 액세스 포인트로부터 할당을 수신한다. 2530에서 STA 2는 액세스 포인트로부터 할당을 수신한다.
STA 2는 할당(2520)에 따라 2535에서 레이트 피드백을 전송한다. 선택적으로, 위에서 설명된 바와 같이, 스케쥴링된 전송을 위한 요청뿐만 아니라 이전 요청에 따라 전송될 임의의 데이터가 포함될 수 있다. 전송된 레이트 피드백은 위에서 설명된 바와 같이 채널 측정(2510)에 따라 선택된다. 2535의 PHY 버스트는 또한 언스티어링된 파일롯을 포함할 수 있다. 2540에서 STA 1은 STA 2로부터의 채널을 특정하고, 레이트 피드백을 수신하고, 또한 선택적인 데이터를 수신할 수 있다.
2545에서, 할당(2515)에 따라, STA 1은 수신된 레이트 피드백 정보에 따라 데이터를 전송한다. 또한, 2540에서의 채널 측정에 따른 레이트 피드백뿐만 아니라 나중의 할당을 위한 요청이 이루어질 수 있다. 데이터는 피어-피어 통신을 위해 특정한 채널 측정에 따라 전송된다. 2550에서 STA 2는 데이터뿐만 아니라 임의의 선택적으로 전송된 레이트 피드백을 수신한다. STA 2는 또한 나중의 전송을 위한 레이트 피드백을 제공하기 위해 채널을 측정할 수 있다.
위에서 설명된 바와 같이, 전송(2535)과 전송(2545) 모두는 액세스 포인트에 의해 수신가능하며, 적어도 언스티어링된 부분이 수신가능하다는 것을 유의하도록 한다. 그리하여, 임의의 포함된 요청에 대하여, 액세스 포인트는 할당들(2555 및 2560)에 의해 표시된 대로 각각 STA 1 및 STA 2에 대한 나중의 전송을 위해 추가적인 할당을 수행할 수 있다. 2565 및 2570에서, STA 1 및 STA 2는 자신들의 개별적인 할당들을 수신한다. 프로세스는 그 후에 공유 매체를 통한 액세스를 관리하는 액세스 포인트와 피어-피어 채널에서 지원가능하게 선택된 레이트들과 변조 포맷들에서 직접 서로에 대하여 피어-피어 통신을 전송하는 STA 1 및 STA 2를 통해 계속해서 반복될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 애드 혹 피어-피어 통신은 또한 도 25에 도시되어 있는 관리된 피어-피어 통신에 따라 수행될 수 있다는 것을 유의하도록 한다.
도 26은 피어-피어 접속 (또는 애드 혹)에 기반하는 경쟁을 나타낸다. STA 1 및 STA 2는 서로에 대하여 통신할 것이다. 다른 STA들은 또한 수신 범위 내에 있고 공유 채널에 액세스할 수 있다. 2610에서, STA 2로 전송할 데이터를 가지고 있는 STA 1은 공유 채널을 모니터링하고 액세스를 위해 경쟁한다. 전송 기회를 얻게 되면, 피어-피어 PHY 버스트(2615)는 STA 2로 전송되며, 또한 다른 STA들에 의해 수신될 수 있다. 2620에서, 공유 채널을 모니터링하는 다른 STA들은 STA 1로부터의 전송을 수신할 수 있으며 채널로의 액세스를 피할 수 있다. 예를 들어, 위에서 설명된 PCCH는 전송(2615)에 포함될 수 있다. 2630에서, STA 2는 언스티어링된 파일롯에 따라 채널을 측정하고, 공유 채널을 통한 리턴 액세스를 위해 경쟁한다. STA 2는 또한 필요에 따라 데이터를 전송할 수 있다. 경쟁 시간은 가변적이라는 것을 유의하도록 한다. 예를 들어, ACK는 레거시(legacy) 802. 11 시스템에서 다음 SIFS로 리턴될 수 있다. SIFS는 가장 높은 우선 순위를 가지기 때문에, STA 2는 채널을 잃어버리지 않고 응답할 수 있다. 다양한 실시예들이 적은 지연을 위해 허용될 수 있으며 높은 우선 순위를 가지는 리턴 데이터를 제공할 수 있다.
2635에서, STA 2는 선택적 데이터와 함께 레이트 피드백을 STA 1로 전송한 다. 2640에서, STA 1은 레이트 피드백을 수신하고, 공유 채널로의 액세스를 위해 한번 더 경쟁하고, 2645에서 수신된 레이트 피드백에 따라 STA 2로 전송한다. 2640에서, STA 1은 또한 나중의 전송을 위해 레이트 피드백을 STA 2로 전송하도록 채널을 측정할 수 있으며, STA 2에 의해 전송된 임의의 선택적인 데이터를 수신할 수 있다. 2650에서, STA 2는 측정된 채널 조건들에 따라 결정된 레이트 및 변조 포맷에 따라 데이터 전송(2645)을 수신한다. STA 2는 또한 STA 1로 전송을 리턴시키기 위한 레이트 피드백을 수신할 수 있다. STA 2는 또한 나중의 레이트 피드백을 제공하기 위해 채널을 측정할 수 있다. 프로세스는 그리하여 STA 2가 데이터뿐만 아니라 레이트 피드백을 리턴시키도록 2635로 되돌아감으로써 반복될 수 있다.
그리하여, 두 개의 스테이션들은 액세스를 위한 경쟁에 의해 양방향에서 애드 혹 통신을 수행할 수 있다. 피어-피어 접속 자체는 레이트 피드백을 사용하고 수신 스테이션에 대하여 전송을 맞춤으로써 효율적으로 이루어진다. 2620에 도시된 바와 같이, PCCH와 같은 PHY 버스트의 공통적으로 수신가능한 부분이 배치되면, 다른 STA들은 정보에 액세스할 수 있으며, PCCH에서 지시되는 바와 같이 때때로 점유되도록 공지된 채널을 통한 간섭을 피할 수 있다. 도 25에서, 관리되거나 또는 애드 혹 피어-피어 통신은 도 26에 도시된 단계들에 앞서 데이터 전달을 시작할 수 있으며, 연속적으로 피어-피어 통신을 계속하기 위해 사용될 수 있다. 그리하여, 스케쥴링된 애드 혹 피어-피어 통신의 임의의 조합이 적용될 수 있다.
도 27은 예시적인 TDD MAC 프레임 간격(2700)을 도시하며, 스테이션들 사이의 관리된 피어-피어 통신을 나타낸다. 이러한 예에서, F-TCH 및 A-TCH 시간들 모 두는 0으로 설정된다. 비콘/BCH(510) 및 CCH(520)는 이전에 전송된다. 비콘/BCH(560)는 다음 프레임의 시작을 표시한다. CCH(520)는 피어-피어 통신을 위한 할당들을 표시한다. 이러한 할당들에 따라, STA 1은 할당된 버스트(2710)에서 STA 2로 전송한다. 동일한 TDD MAC 프레임 간격에서, STA 2는 STA 1에 응답하기 위해 세그먼트(2730)로 할당된다. 위에서 설명된, 레이트 피드백, 요청들, 스티어링된 그리고/또는 언스티어링된 파일롯들 및 스티어링된 그리고/또는 언스티어링된 데이터와 같은 임의의 다양한 컴포넌트들은 임의의 주어진 피어-피어 PHY 계층 버스트에 포함될 수 있다. STA 3은 할당(2720)에서 STA 4로 전송한다. STA 4는 유사한 방식으로 할당(2740)에서 STA 3으로 전송한다. 피어-피어가 아닌 접속들을 포함하는 다양한 다른 역방향 링크 전송들은 R-TCH에 포함될 수 있다. 이러한 양상들과 다른 양상들을 설명하는 추가적인 실시예들은 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
도 27에서, 가드 간격들(guard intervals)은 필요에 따라 세그먼트들 사이에서 스케쥴링될 수 있다. 피어-피어 통신과 관련된 키 이슈는 일반적으로 두 개의 STA들 사이의 경로 지연이 알려져 있지 않다는 것이다. 이것을 처리하는 하나의 방법은 각각의 STA가 자신의 전송 시간을 유지하는 것이며, 그 결과 전송들은 AP의 클록과 동기화되어 AP에 도달한다. 이러한 경우에, AP는 통신하는 두 개의 STA들 사이의 알려지지 않은 경로 지연들을 보상하기 위하여 각각의 피어-투-피어 할당의 한쪽에 가드 시간을 제공할 수 있다. 많은 경우들에서, 사이클릭 프리픽스(cyclic prefix)는 적절할 것이며 STA 수신기들에서 어떠한 조정도 필요하지 않을 것이다. 그 후에 STA들은 다른 STA의 전송을 언제 수신할 것인지를 알기 위해 자신의 개별 적인 시간 오프셋들을 결정해야 한다. STA 수신기들은 두 개의 수신 클록들을 유지할 필요가 있다: 하나는 AP 프레임 타이밍을 위한 것이며, 다른 하나는 피어-피어 접속을 위한 것이다.
위의 다양한 실시예들에서 제시된 바와 같이, 승인들 및 채널 피드백은 수신기의 할당 동안에 수신기에 의해 획득될 수 있으며 전송기로 피드백된다. 전체 트래픽 플로우가 일-방향(one-way)이라도, 수신기는 할당들을 획득하기 위해 레퍼런스 및 요청들을 전송한다. AP 스케쥴러는 피드백을 위한 적절한 자원들이 제공되도록 보장한다.
레거시
스테이션들 및 액세스 포인트들의 상호운용성
여기에 설명되는 바와 같이, 제시되는 다양한 실시예들은 레거시 시스템들을 향상시키도록 제공된다. 그럼에도 불구하고, 이미 존재하는 레거시 시스템들에 대한 폭넓은 배치가 이루어져 있으므로, 시스템은 기존의 레거시 시스템 및/또는 레거시 사용자 터미널들과 역방향 호환성을 유지하는 것이 바람직하다. 여기서 사용되는 바와 같이, "새로운 클래스(new class)"라는 용어는 레거시 시스템들을 구별하기 위해 사용될 것이다. 새로운 클래스 시스템은 여기에 설명된 하나 이상의 양상들 또는 특징들을 포함할 수 있다. 예시적인 새로운 클래스 시스템은 도 35-52와 관련하여 아래에서 설명되는 MIMO OFDM 시스템이다. 또한, 레거시 시스템과 새로운 클래스 시스템을 상호운용하기 위한 아래에서 설명된 양상들은 또한 여기에 설명된 임의의 특정한 향상이 시스템에 포함되는지 여부와 관계없이, 개발될, 다른 시스템들에 적용가능하다.
일 실시예에서, 대안적인 시스템들에 대한 역방향 호환성은 새로운 클래스 시스템이 레거시 사용자들로부터의 개별적인 주파수 할당(FA)을 통해 동작할 수 있도록 개별적인 주파수 할당들(FA)을 이용함으로써 제공될 수 있다. 그리하여, 새로운 클래스 시스템은 동작을 위해 이용가능한 FA를 탐색할 수 있다. 동적 주파수 선택(DFS) 알고리즘은 동적 주파수 선택 알고리즘을 제공하기 위한 새로운 클래스 WLAN에서 구현될 수 있다. AP를 멀티-캐리어가 되도록 배치하는 것이 바람직하다.
WLAN에 대한 액세스를 시도하는 레거시 STA들은 두 가지 방법의 스캐닝: 수동 및 능동 스캐닝을 사용할 수 있다. 수동 스캐닝을 통해, STA는 동작 밴드들을 스캐닝함으로써 자신의 근처에 있는 실행가능한 기본 서비스 세트들(BSSs)의 리스트를 생성한다. 능동 스캐닝을 통해, STA는 BSS에 있는 다른 STA들로부터의 응답을 요청하기 위한 질문을 전송한다.
레거시 표준들은 어떤 BSS가 가입하는지 여부를 STA가 어떻게 결정할 것인지에 대하여 제시하고 있지 않으나, 일단 결정이 이루어지면 연관이 시도될 수 있다. 시도가 성공적이지 않으면, STA는 성공할 때까지 자신의 BSS 리스트를 통해 이동할 것이다. 레거시 STA는 전송된 비콘 정보가 레거시 STA에 의해 해석되지 않는 경우에 새로운 클래스 WLAN을 연관시키기 위한 시도를 하지 않을 수 있다. 그러나, (UT들뿐만 아니라) 새로운 클래스 AP는 하나의 FA를 통한 하나의 WLAN 클래스를 유지하기 위한 방법으로서 레거시 STA들로부터의 요청들을 무시할 수 있다.
대안적인 기법은 새로운 클래스 AP 또는 새로운 클래스 STA들이 유효한 레거시(즉, 802. 11) 메시징을 사용하여 임의의 레거시 STA 요청을 거절하는 것이다. 레거시 시스템이 이러한 메시징을 지원한다면, 레거시 STA는 방향 변경 메시지를 제공할 수 있다.
개별적인 FA들을 통한 동작과 관련된 명백한 트레이드 오프는 STA들의 모든 클래스들을 지원하기 위해 요구되는 추가적인 스펙트럼이다. 하나의 장점은 QoS 등과 같은 특징들을 유지하면서 용이하게 상이한 WLAN들을 관리할 수 있다는 것이다. 그러나, 본 명세서를 통해서 설명되는 바와 같이, (레거시 802. 11 표준들에서 설명되는 프로토콜들과 같은) 레거시 CSMA MAC 프로토콜들은 일반적으로, 여기에서 설명되는 MIMO 시스템 실시예와 같은, 새로운 클래스 시스템들에 대하여 지원되는 고속 데이터 레이트들에는 불충분하다. 그리하여, 새로운 클래스 MAC이 동일한 FA를 통해 레거시 MAC과 공존할 수 있는 역방향 호환성 동작 모드를 제공하는 것이 바람직하다. 레거시와 새로운 클래스 시스템들이 동일한 FA를 공유하는 여러가지 예시적인 실시예들이 아래에서 설명된다.
도 28은 동일한 주파수 할당을 통해 레거시와 새로운 클래스 스테이션들 모두를 지원하기 위한 방법(2800)을 설명한다. 이러한 예에서, 명확화를 위해, BSS는 분리되어 동작한다고 가정한다(즉, 다수의 오버래핑되는 BSS들 사이에 조정(coordination)이 존재하지 않음). 프로세스는 블록(2810)에서 시작하며, 레거시 시그널링은 경쟁 자유 기간을 설정하기 위해 사용된다.
레거시 802. 11 시스템에서 사용하기 위한 여러가지 예시들이 다음에 제시되며, 새로운 클래스 WLAN AP는 새로운 클래스 스테이션들에 의한 배타적인 이용을 위한 시간을 확보하기 위해 레거시 802. 11 표준에서 제공되는 후크(hook)들을 사 용할 수 있다. 이것들 이외에도, 임의의 수의 추가적인 시그널링 기법들이 다양한 타입의 레거시 시스템들에 대하여 경쟁 자유 기간을 설정하기 위해 사용될 수 있다.
하나의 기법은 PCF/HCF 모드에서 경쟁 자유 기간들(CFP)을 설정하는 것이다. AP는 비콘 간격을 설정하고 비콘 간격 내에서 경쟁 자유 기간을 고지할 수 있으며, 여기서 AP는 폴링(polled) 모드에서 새로운 클래스 및 레거시 STA들 모두를 서비스할 수 있다. 이것은 모든 레거시 STA들이 자신의 네트워크 할당 벡터들(NAVs)을 고지된 CFP 기간에 대하여 설정하도록 하며, NAV들은 CFP를 추적하기 위해 사용되는 카운터들이다. 그 결과, 비콘을 수신하는 레거시 STA들은 AP에 의해 폴링되지 않는다면 CFP 동안에 채널을 사용하지 않도록 방지된다.
다른 기법은 RTS/CTS 및 기간/ID 필드를 통해 CFP와 세팅 NAV를 설정하는 것이다. 이러한 경우에, 새로운 클래스 AP는 특별한 RTS로 전송할 수 있으며, RTS는 AP가 채널을 확보하고 있는 모든 새로운 클래스 STA들을 표시하는 예비 주소(RA)를 가진다. 레거시 STA들은 특정한 STA로 향할 때 RA 필드를 해석하며 응답하지 않는다. 새로운 클래스 STA들은 CTS/RTS 메시지 쌍의 기간/ID 필드에서 특정된 시간 주기 동안 BSS를 정리하기 위해 특별한 CTS에 응답한다. 이러한 점에서, 새로운 클래스 스테이션들은 자유롭게 충돌없이 예비된 기간 동안 채널을 사용하게 된다.
블록(2820)에서, 경쟁 자유 기간을 설정하기 위한 신호를 수신하는 레거시 클래스 STA들은 폴링되거나 또는 경쟁 자유 기간이 종료할 때까지 대기한다. 그리하여, 액세스 포인트는 새로운 클래스 MAC 프로토콜을 이용하기 위해 성공적으로 공유 매체로 할당된다. 블록(2830)에서, 새로운 STA들은 이러한 프로토콜에 따라 액세스할 수 있다. 여기에서 설명되는 양상들의 임의의 세트 또는 서브세트는 새로운 클래스 MAC 프로토콜에 적용될 수 있다. 예를 들어, 관리된 피어-피어 통신들, (피어-피어를 포함하는) 애드 혹 또는 경쟁에 기반한 통신 또는 이들의 임의의 조합뿐만 아니라 스케쥴링된 순방향 및 역방향 링크 전송들이 적용될 수 있다. 블록(2840)에서, 새로운 클래스 액세스 주기는, 적용된 레거시 시스템에 따라 가변할 수 있는, 임의의 다양한 신호 타입들을 사용하여, 종결된다. 예시적인 실시예에서, 경쟁 자유 기간 종료 신호가 전송된다. 대안적인 실시예에서, 레거시 STA들은 또한 경쟁 자유 기간 동안 폴링될 수 있다. 이러한 액세스들은 새로운 클래스 액세스들 다음에 발생하거나, 또는 이들 내에 섞일 수 있다.
블록(2850)에서, 모든 STA들은 경쟁 기간이 레거시 시스템에 대하여 정의되면, 액세스를 위해 경쟁할 수 있다. 이것은, 경쟁 자유 기간 동안에 통신할 수 없는, 레거시 시스템들이 전송 요구 및/또는 시도를 할 수 있도록 허용한다. 결정 블록(2860)에서, 프로세스는 블록(2810)으로 되돌아감으로써 계속되거나 또는 중지될 수 있다.
도 29는 레거시 및 새로운 클래스 미디어 액세스 제어의 결합에 대하여 나타낸다. 레거시 MAC 프로토콜(2910)은 새로운 클래스 프로토콜(2930) 위에 도시되어 있으며, 새로운 클래스 프로토콜(2930)이 결합되면, 새로운 클래스 프로토콜(2930)은 결합된 MAC 프로토콜(2950)과 같은 MAC 프로토콜을 형성한다. 이러한 예에서, 802.11 레거시 시그널링은 설명하기 위한 목적으로 사용된다. 당업자는 여기에 제 시된 기법들이 여기에 제시된 특성들을 포함하여 임의의 다양한 레거시 시스템과 임의의 새로운 클래스 MAC 프로토콜에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
레거시 MAC 프로토콜(2910)은 비콘들(2902)을 포함하며, 비콘들(2902)은 비콘 간격을 식별한다. 레거시 비콘 간격은 경쟁 기간(2906)의 앞쪽에 경쟁 자유 기간(2904)을 포함한다. 다양한 경쟁 자유 폴들(2908A-N)은 경쟁 자유 기간(2904) 동안에 생성될 수 있다. 경쟁 자유 기간(2904)은 경쟁 자유 기간 종료(2910)에 의해 종료된다. 각각의 비콘(2902)은 802. 11의 예시적인 실시예들에서 타겟 비콘 전송 시간(TBTT)에 전송된다. 새로운 클래스 MAC 프로토콜(2930)은 MAC 프레임들(2932A-N)을 포함한다.
결합된 비콘 간격(2950)은 경쟁 자유 기간(2904) 동안에 레거시 및 새로운 클래스 MAC 프로토콜들의 상호운용성을 설명한다. 새로운 클래스 TDD MAC 프레임 간격들(2932)은 레거시 폴들인 CF 폴(2908A-N)에 앞서서 포함된다. 경쟁 자유 기간은 경쟁 기간(2906)에 앞서서 CFPEND(2910)를 통해 종료된다. 새로운 클래스 TDD MAC 프레임 간격들(2932)은 선택적으로 여기에 제시된 다양한 양상들을 포함하는 임의의 타입일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 새로운 클래스 TDD MAC 프레임 간격(2932)은 도 20과 관련하여 위에서 설명된 것과 같은 다양한 세그먼트들을 포함한다. 그리하여, 이러한 예에서, 새로운 클래스 TDD MAC 프레임 간격은 파일롯(510), 제어 채널(520), 순방향 전송 채널(530), 애드 혹 피어-피어 섹션(A-TCH)(2010), 역방향 링크 전송 채널(540) 및 랜덤 액세스 채널(550)을 포함한다.
CFP(2904) 동안에, 레거시 STA들은 임의의 새로운 클래스 WLAN 전송에 간섭 하여서는 안된다는 것을 유의하도록 한다. AP는 CFP 동안에 임의의 레거시 STA를 폴링할 수 있으며, 세그먼트에서 혼합된 모드 동작을 허용한다. 또한, AP는 새로운 클래스 사용을 위해 전체 CFP(2904)를 확보하고 비콘 간격의 끝부분에서 모든 레거시 트래픽을 경쟁 기간(CP)(2906)에 푸쉬할 수 있다.
예시적인 802. 11 레거시 표준은 CP(2906)가 두 개의 레거시 터미널들 사이의 교환을 지원하기 위해 충분히 길도록 요구한다. 그리하여, 비콘은 지연될 수 있으며, 그리하여 시스템의 타임 지터(jitter)를 초래하게 된다. 지터를 완화하기 위해, 바람직하게는 CFP 간격은 고정된 비콘 간격을 유지하기 위해 짧아질 수 있다. CFP 및 CP를 설정하기 위해 사용되는 타이머들은 CFP가 CP(즉, 10 msec 이하)에 비해 상대적으로 길도록(즉, 약 1. 024 sec) 설정될 수 있다. 그러나, CFP 동안에 AP가 레거시 터미널들을 폴링한다면, 이들의 전송 기간은 알려지지 않을 수 있으며 추가적인 타임 지터를 초래할 수 있다. 그 결과, 동일한 FA를 통해 레거시 STA들을 제공할 때 새로운 클래스 STA들에 대한 QoS를 유지하도록 주의를 기울여야 한다. 레거시 802. 11 표준은 1. 024 msec의 타임 유니트들(TU)과 동기화된다. 새로운 클래스 MAC은 레거시 시스템과 동기화되도록 설계될 수 있으며, 이러한 예에서 2개의 TU들 또는 2. 048 msec의 MAC 프레임 기간을 사용한다.
몇몇 실시예들에서, 새로운 클래스 MAC 프레임이 동기화되도록 보장하는 것이 바람직할 수 있다. 즉, 시스템에 대한 MAC 프레임 클록은 연속적일 수 있으며, MAC 프레임이 전송될 때 MAC 프레임 경계들은 2. 048 msec 프레임 간격의 배수에서 시작한다. 이러한 방식에서, STA들에 대한 휴면(sleep) 모드가 용이하게 유지될 수 있다.
새로운 클래스 전송들은 레거시 전송들과 호환될 필요가 없다. 헤더들, 프리앰블 등은 모두 새로운 클래스 시스템에서 유일하며, 이들의 예들은 본 명세서를 통해서 설명된다. 레거시 STA들은 이것들을 복조하기 위한 시도를 행할 수 있으나, 적절하게 디코딩하는데 실패할 것이다. 휴면 모드에 있는 레거시 STA들은 일반적으로 영향을 받지 않을 것이다.
도 30은 전송 기회를 획득하기 위한 방법(3000)을 나타낸다. 방법(3000)은 위에서 설명된 방법(2800)의 예시적인 실시예에서 블록(2830)으로서 적용될 수 있다. 프로세스는 결정 블록(3010)에서 시작하며, 여기서 액세스는 스케쥴링되거나 또는 스케쥴링되지 않을 수 있다. 당업자는 이러한 예시가 두 타입의 액세스를 제시하고 있지만, 임의의 주어진 실시예에서 이러한 액세스 타입들의 하나 또는 모두가 지원될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 결정 블록(3010)에서, 스케쥴링되지 않은 액세스를 원하는 경우, 액세스를 위한 경쟁을 하기 위해 블록(3040)으로 진행한다. 임의의 수의 경쟁에 기반한 액세스 기법들이 적용될 수 있다. 전송 기회(TXOP)를 얻게 되면, 블록(3050)에서 전송 기회에 따라 전송이 이루어진다. 그 후에 프로세스는 중지될 수 있다.
블록(3010)에서, 스케쥴링된 액세스를 원하는 경우, 프로세스는 액세스를 요청하기 위해 블록(3020)으로 진행한다. 이러한 액세스 요청은 애드 혹 경쟁 동안 랜덤 액세스 채널을 통해 이루어지거나, 또는 여기에 제시된 임의의 다른 기법들을 통해 이루어질 수 있다. 블록(3030)에서, 액세스 요청이 승인되면, 할당이 수신될 것이다. 프로세스는 수신된 할당에 따라 TXOP를 전송하기 위해 블록(3050)으로 진행한다.
몇몇 경우들에서, 동일한 주파수 할당에서 오버래핑 레거시 BSS를 사용하여 새로운 클래스 AP 및 AP와 연관된 BSS 사이의 상호운용성을 제공하는 것이 바람직할 수 있다. 레거시 BSS는 DCF 또는 PCF/HCF 모드에서 동작할 수 있으며, 새로운 클래스 BSS와 레거시 BSS 사이의 동기화는 항상 달성가능하지 않을 수 있다.
레거시 BSS가 PCF 또는 HCF 모드에서 동작한다면, 새로운 클래스 AP는 TBTT에 동조하기 위한 시도를 행할 수 있다. 이것이 가능하면, 새로운 클래스 AP는 오버래핑된 BSS 영역 내에서 동작하기 위해 위에서 설명되는 임의의 다양한 메커니즘들을 이용하여 경쟁 기간 동안에 채널을 확보할 수 있다. 레거시 BSS가 DCF에서 동작하면, 새로운 클래스 AP는 또한 채널을 확보하기 위한 시도를 행하고 채널을 제거하기 위해 CFP를 고지할 수 있다.
레거시 BSS의 몇몇 또는 모든 STA들이 새로운 클래스 AP 전송들을 수신하지 않는 상황이 존재할 수 있다. 이러한 경우에, 레거시 BSS들은 새로운 클래스 WLAN의 동작에 간섭할 수 있다. 이러한 간섭을 피하기 위해, 새로운 클래스 스테이션들은 CSMA에 기반한 동작을 디폴트로 선택할 수 있으며, 피어-피어 전송들에 의존할 수 있다(이것은 도 33-34와 관련하여 아래에서 보다 상세하게 설명된다).
도 31은 다수의 BSS들에서 하나의 FA를 공유하기 위한 예시적인 방법(3100)을 나타낸다. 블록(3110)에서, 레거시 액세스 포인트는 비콘을 전송한다. 동일한 주파수 할당을 공유하는 새로운 클래스 액세스 포인트 (선택적으로) 비콘과 관련된 TBTT에 동기화될 수 있다. 블록(3120)에서, 레거시 경쟁 자유 기간이 비콘에서 따라 규정되면, 비콘이 수행된다. 경쟁 자유 시간이 완료된다면, 모든 STA들은 규정된 경쟁 기간 동안 액세스를 위해 경쟁할 수 있다. 블록(3130)에서, 새로운 클래스 액세스 포인트는 경쟁 기간 동안 액세스를 위해 경쟁한다. 블록(3140)에서, 새로운 클래스 STA들은 새로운 클래스 액세스 포인트가 액세스를 위한 경쟁하는 기간 동안 공유 매체에 액세스할 수 있다. 이러한 새로운 클래스 액세스 동안에 액세스 타입들은 여기에 제시되는 임의의 양상들을 포함할 수 있다. 위에서 설명된 바와 같은, 다양한 기법들은 액세스 포인트가 채널을 확보하는데 걸리는 시간을 레거시 STA들로 알리기 위해 사용될 수 있다. 이러한 기간이 완료되면, 레거시 STA들은 블록(3150)에서 경쟁할 수 있다. 결정 블록(3160)에서 프로세스는 블록(3110)으로 되돌아감으로써 계속되거나 또는 중지될 수 있다.
도 32는 하나의 FA를 이용하는 오버래핑 BSS들을 나타낸다. 레거시 시스템(3210)은 비콘들(3205)을 전송한다(3205A 및 3205B는 TBTT와 레거시 시스템의 전체 비콘 간격을 나타내도록 도시되어 있다). 비콘(3205A)은 경쟁 자유 기간(3210)과 경쟁 기간(3215)을 식별한다. 경쟁 자유 기간(3210) 동안에, 레거시 경쟁 자유 폴들(3220A-N)은 경쟁 자유 기간(3225)의 끝부분의 지시자에 앞서서 수행될 수 있다.
새로운 클래스 WLAN(3240)의 스테이션들은 채널을 모니터링하고, 비콘(3205)을 수신하며, 액세스를 위해 경쟁할 기회가 올 때까지 미디어에 액세스하지 않는다. 이러한 예에서, 가장 초기의 기회는 경쟁 자유 기간 동안에 존재한다. PIFS(3230) 이후에, 새로운 클래스 액세스 포인트는 채널이 확보되는데 걸리는 시 간을 레거시 스테이션들에게 알리기 위해 레거시 신호(3245)를 전송한다. 다양한 심볼들이 이러한 기능을 수행하기 위해 사용될 수 있으며, 이들에 대한 예들은 위에서 설명되었다. 다양한 다른 신호들은 상호운용성이 요구되는 레거시 시스템들에 따라 적용될 수 있다. 레거시 신호(3245)의 수신 범위 내에 있는 레거시 STA들은 새로운 클래스 액세스 기간(3250)의 종료 시점까지 채널에 대한 액세스를 회피할 수 있다. 기간(3250)은 하나 이상의 TDD MAC 프레임 간격들(3260)(이번 예에서는 3260A-N)을 포함한다. TDD MAC 프레임 간격들(3260)은 임의의 타입일 수 있으며, 이러한 타입의 예들은 여기에 제시된 하나 이상의 양상들을 포함한다.
예시적인 실시예에서, 새로운 클래스 AP는 타이밍이 정해진 간격들에서 채널을 확보한다(즉, 40 msec마다 새로운 클래스 AP는 20 msec 동안 채널을 확보한다). 새로운 클래스 AP는 원하는 기간 동안만 채널을 확보하도록 보장하기 위해 타이머를 유지시키며, 그리하여 채널의 공정한 공유를 보장한다. 채널을 확보하는데 있어서, 새로운 클래스 AP는 다양한 시그널링 기법들을 이용할 수 있다. 예를 들어, CTS/RTS 또는 새로운 CFP를 고지하는 비콘이 전송될 수 있다.
새로운 클래스 간격(3250) 동안에, 예시적인 제 1 TDD MAC 프레임 간격은 다음과 같이 정의될 수 있다: 먼저, 현재의 MAC 프레임에서 폴링될 리스트를 통해 UT들을 표시하는 F-CCH와 함께 비콘을 전송한다. F-CCH 이후, MIMO 파일럿의 스트레치는 STA가 MIMO 채널을 획득하고 정확한 측정을 형성하게 브로드캐스트한다. 일 실시예에서, 우수한 성능은 안테나당 2개의 짧은 OFDM 심볼로 달성될 수도 있다. 이는 초기의 MAC 프레임의 F-TCH가 대략 8 MIMO 파일럿 심볼로 구성될 수도 있음을 의미 한다. 첫 번째 MAC 프레임의 R-TCH 부분은 폴 리스트상의 STA가 조정된 MIMO 파일럿 및 (다운링크에 대한) 레이트 표시자를 AP로의 응답과 함께 전송하도록 구성될 수도 있다. 이러한 관점에서, 예에서는, 폴 리스트 상의 모든 터미널은 다음의 TDD MAC 프레임 간격에서 표준 스케쥴 방식으로 동작하기 쉽다. 이어, 첫 번째 TDD MAC 프레임 간격 이후의 TDD MAC 프레임 간격은 본 명세서에 개시된 기술을 이용하여, AP에 의해 조화되는 데이터를 교환하는데 사용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 새로운 클래스 국은 CSMA 기반 동작에 대해 디폴트일 수도 있으며 소정의 상황(예를 들어, 레거시 BSS에서 STA의 일부 또는 전부가 새로운 클래스 AP 전송을 수신하지 않는 경우)에서 동등 전송에 의존할 수도 있다. 이러한 경우, 전술한 On/Off 사이클링은 유리하지 않을 수도 있으며, 심지어 가능할 수도 있다. 이 경우, 새로운 클래스 상황은 동등 동작에 대해 디폴트일 수 있다.
도33은 레거시 BBS로 상호 동작하면서, 본 명세서에 개시된 다양한 기술을 이용하여 고속의 동등 통신을 실행하는 방법(3300)을 도시한다. 프로세스는 첫 번째 STA가 액세스를 위해 제2 STA 콘텐츠로 전송할 데이터를 갖고 있는 블록(3310)에서 시작한다. 연속적으로 액세스하기 위해 경쟁하는 블록(3320)에서, 국은 전술한 바와 같이, 레거시 신호를 사용하여 매체를 소거한다. 블록(3330)에서, 첫 번째 STA는 두 번째 STA로 (파일럿과 함께)요청을 전송한다. 두 번째 STA는 전송된 파일럿에 따라 채널을 측정할 수 있다. 두 번째 STA는 첫 번째 STA로 채널 피드백을 전송한다. 따라서, 블록(3340)에서, 첫 번째 국은 채널 피드백(예를 들어, 레이트 피드백)을 갖는 응답을 수신한다. 블록(3350)에서, 첫 번째 STA는 파일럿 및 조정된 데이터를 피드백에 따라 두 번째 국으로 전송한다. 블록(3360)에서, 두 번째 STA는 첫 번째 STA로 응답을 전송할 수도 있으며, 추가의 전송에 사용하기 위해 연속한 레이트 피드백을 전송할 수도 있다. 매체를 소거하기 위해 사용된 레거시 신호는 블록들(3330 내지 3360)이 레거시 시스템에 대한 소정의 고속 기술 및 개시된 바와 같은 개선을 이용하여 실행되게 한다. 일단 STA가 매체를 소거하면, 소정의 동등 MAC 프로토콜이 본 발명의 사상 내에서 전개될 수 있다. 프로세스는 블록(3310)으로 복귀함으로써 설계 블록(3370)에 도시된 바와 같이 연속하거나, 또는 프로세스가 중단될 수도 있다.
실시예에서, 동등 모드로, 채널을 점유하는 것은 CSMA에 대한 레거시 룰에 따라 동작한다. 이러한 예에서, PCF 및 HCF는 사용되지 않으며, 필수적으로 집중된 네트워크 구조일 필요는 없을 수도 있다. 새로운 클래스 STA가 또다른 새로운 클래스 STA(또는 AP)와 통신하기를 희망하면, STA는 채널을 점유한다. 첫 번째 전송은 충분한 MIMO 파일럿과 설정될 접속을 요청하는 소정의 메시지로 구성된다. CTS 및 RTS는 영역 및 예약 시간을 소거하기 위해 사용될 수도 있다. 요청 STA 메시지는 STAs BSS ID, STAs MAC ID, 및 목표 STA MAC ID(알려진 경우)를 포함해야 한다. 응답은 응답 STA의 BSS ID를 포함해야 한다. 이는 STA가 조정이 사용된 경우, 전송 조정 벡터의 수신기 교정을 실행할 필요가 있는 지의 여부를 결정하게 한다. 만일 STA가 BBS를 조화시키는 의도된 AP로 모드 조절되었다면, 비록 이렇게 하는 것이 유리하다고 해도, 전송 조정은 이러한 경우 사용되지 않아야 함을 알아야 한다.
도33과 관련하여 도시된 바와 같이, 응답은 MIMO 파일럿(만일 사용된 경우 조정됨)과 소정의 레이트 표시자를 포함할 수도 있다. 일단 이러한 교환이 발생되면, 조정은 각각의 링크에 대해 가능하다. 그러나 만일 STA가 상이한 BBS에 속하는 경우, 접속을 초기화한 STA 사이의 첫 번째 조정된 전송은 조정된 MIMO 파일럿을 포함할 수도 있으며, 응답 STA 수신기가 상이한 BBS 사이의 위상 차에 대해 교정할 수 있게 한다.
이러한 실시예에서, 일단 초기의 교환이 발생되면, 조정이 가능하다. 교환은 다운링크와 업링크 전송 사이의 SIFS 간격에 대해 부착돼야 한다. 조정에 대한 고유 벡터를 계산시 포텐셜 프로세싱 지연으로 인해, 이는 STA가 고유 벡터 프로세싱 대신에 최소 평균 제곱 오차(MMSE) 프로세싱을 사용할 것을 필요로 할 수도 있다. 일단 조정 벡터가 계산되면, STA는 전송측에 대해 고유 벡터의 사용을 시작할 수도 있으며, 수신측은 계속하여 최적의 공간 매칭된 필터 솔루션에 대해 적용하는 MMSE 프로세싱을 사용할 수도 있다. 트래킹 및 레이트 제어는 두 STA 사이의 주기적인 피드백에 의해 촉진될 수도 있다. SIFS 간격은 채널에 대한 제어를 유지하기 위해 STA에 대해 부착될 수도 있다.
도34는 레거시 BSS에 대한 액세스(즉, 관리되지 않음)에 대해 경쟁함으로써 MIMO 기술을 사용하는 동등 통신을 개시한다. 이러한 예에서, 초기화 국(106A)은 채널에 대한 액세스를 경쟁한다. 초기화 국이 채널을 성공적으로 점유한 경우, 요청(3410)에 앞서 MIMO 파일럿(3405)이 전송된다. 메시지는 알려진 경우, BSS ID, 초기화 STA의 MAC ID 및 목표 STA의 MAC ID를 포함할 수도 있다. 다른 신호 방식 이 CTS 및 RTS와 같은 채널을 추가로 소거하기 위해 사용될 수도 있다. 응답 STA(106B)는 응답 및 레이트 피드백(3425)에 앞서 조정된 파일럿(3420)을 전송한다. 조정된 파일럿(3420)은 요청(3410) 후의 전송된 SIFS(3415)이다. 레거시 액세스 포인트가 802.11 액세스 포인트인 실시예에서, SIFS가 가장 우선순위임을 호출하고, 따라서 응답 국(106B)은 채널의 제어를 유지할 것이다. 도34에 개시된 다양한 전송이, 동등 통신이 완료될 때까지 채널의 제어를 유지하기 위해 서로로부터 격리된 전송된 SIFS일 수도 있다.
실시예에서, 채널 점유의 최대 기간이 결정될 수도 있다. 레이트 피드백 이후의 조정 파일럿(3430) 및 데이터(3435)는 초기화 STA(106A)로부터 응답 STA(106B)로 레이트 피드백에 따라 전송된다. 데이터(3435)에 이어, 응답 STA(106B)는 조정 파일럿(3440) 및 응답 및 레이트 제어(3445)를 전송한다. 응답으로, 초기화 국(106A)은 데이터(3455) 이전에 조정된 파일럿(3450)을 전송한다.
프로세스는 전개 주기에 따라 채널 액세스에 대해 허락된 무한 또는 최대 시간까지 연속할 수도 있다. 도34에 도시되지 않았지만, 응답 STA는 데이터를 전송할 수 있으며, 초기화 국은 또한 레이트 제어를 전송할 수도 있다. 이러한 데이터 세그먼트는 효율을 극대화(즉, SIFS는 이러한 전송들 사이에 주입될 필요가 없음)하기 위해 도34에 도시된 세그먼트와 조합될 수도 있다.
두 개 이상의 BSS가 중첩된 경우, 채널이 조화된 방식으로 공유되게 하는 메카니즘을 전개하는 것이 바람직하다. 몇몇 예의 메카니즘은 서로 관련된 동작 절차의 예와 함께, 이하에서 개시된다. 이러한 메카니즘은 조합하여 전개될 수도 있 다.
첫 번째 예의 메카니즘은 동적 주파수 선택(DFS)이다. BSS를 구축하기 전에, WLAN은 BSS에 대한 동작을 구축하기 위해 최상의 주파수 할당(FA)을 경정하기 위해 무선 매체를 탐색할 필요가 있을 수도 있다. FA 후보를 탐색하는 프로세스에서, AP는 또한 방향 재설정 및 AP간 핸드오프를 용이하게 하는 이웃한 리스트를 생성할 수도 있다. 게다가, WLAN은 이웃한 BSS를 갖는 MAC 프레임 타이밍(후술함)을 동기화할 수도 있다. DFS는 BSS간 동기화에 대한 필요성을 최소화하기 위해 BSS를 분산시키기 위해 사용될 수도 있다.
두 번째 예의 메카니즘은 BSS간 동기화이다. DFS 절차 동안, AP는 이웃한 BSS의 타이밍을 필요로 할 수도 있다. 통상적으로, BSS간 핸드오프를 용이하게 하기 위해 (실시예의 단일 FA에 대해, 또는 택일적 실시예의 다수의 FA에 걸쳐) 모든 BSS를 동기화하는 것일 바람직할 수도 있다. 그러나 이러한 메카니즘으로 인해, 서로에 대해 근접한 동일한 FA에 대해 동작하는 적어도 상기한 BSS는 자신의 MAC 프레임을 동기화한다. 게다가, 만일 공동 채널 BSS가 중첩(즉, AP가 서로 청취할 수 있으면)하면, 새롭게 도달하는 AP는 자신의 존재의 구축된 AP를 경고하고 이하와 같이 리소스 공유 프로토콜을 시작할 수도 있다.
세 번째 예의 메카니즘은 리소스 공유 프로토콜이다. 동일한 FA에 대한 중첩 BSS는 채널을 공평하게 공유할 수도 있다. 이는 소정의 한정된 방식으로 BSS 사이의 MAC 프레임을 변경함으로써 행해질 수도 있다. 이는 각각의 BSS에서 트래픽이 이웃한 BSS로부터의 간섭 위험 없이 채널을 이용하게 한다. 공유는 모든 중 첩 BSS 사이에서 행해질 수도 있다. 예를 들어, 2개의 중첩 BSS의 경우, 하나의 AP는 짝수 번호의 MAC 프레임을 사용하며, 다른 AP는 홀수 번호의 MAC 프레임을 사용한다. 3개의 중첩 BSS의 경우, 공유는 모듈-3 등으로 행해질 수 있다. 택일적 실시예는 소정 타입의 공유 설계를 전개할 수도 있다. BCH 오버헤드 메시지에서 제어 필드는 리소스 공유가 가능하고 공유 타입이 순환하는 지를 나타낼 수도 있다. 이러한 예에서, BSS의 모든 STA에 대한 타이밍은 적절한 공유 사이클에 조절된다. 이러한 예에서, 지연은 중첩 BSS에 따라 증가된다.
네 번째 예의 메카니즘은 STA 지원된 재 동기화이다. 두 개의 BSS가 서로 청취하지 않는 것이 가능하지만 중첩된 영역에서 새로운 STA는 둘 모두를 청취할 수 있다. STA는 BSS 모두의 타이밍을 결정하고 이를 모두에게 통보할 수 있다. 게다가, STA는 시간 오프셋을 결정하고, AP가 자신의 프레임 타이밍을 어느 정도 슬립하는지를 나타낼 수 있다. 이러한 정보는 AP에 연결된 모든 BSS에 전파되어야 하며, 이들은 모두 동기화를 이루기 위해 프레임 타이밍을 재설정해야 한다. 프레임 동기화는 BCH에서 고지될 수 있다. 알고리즘은 더 많은 의식하지 않은 중첩 BSS를 조절하도록 일반화될 수 있다.
절차의 예는 이하게 설명되며, 이는 하나 이상의 설명된 메카니즘에서 전개될 수도 있다.
동기화는 파워 업, 또는 다른 목적 시간에 대해 AP에 의해 실행될 수도 있다. 시스템 타이밍은 인접한 시스템에 대해 모든 FA를 탐색함으로써 결정될 수도 있다. 동기화를 용이하게 하기 위해, 직교 코드의 세트는 다른 AP를 구별하는데 도움이 될 수도 있다. 예를 들어, AP는 각각의 MAC 프레임마다 반복되는 예고된 비컨을 갖는다. 이러한 비컨은 (예를 들어, 길이 16의) 왈시 시퀀스로 커버링된다. 따라서, AP 또는 STA와 같은 장치는 중첩 BSS를 결정하기 위해 로컬 AP의 파일럿 강도 측정(PSM)을 실시할 수도 있다. 이하에서는, AP와 관련한 액티브 STA가 동기화를 지원하기 위해 에코를 전송할 수도 있다는 것을 기술한다. 에코는 AP 커버에 대응하는 타이밍 및 커버링을 사용할 수도 있다. 따라서, BSS가 중첩하지만, 이러한 BSS에 대한 각각의 AP가 각각의 다른 것으로부터 신호를 감지할 수 없는 경우, STA 에코는 이웃한 AP에 의해 수신가능할 수도 있으며, 결국 자신의 AP에 대한 정보, 및 이웃한 AP가 동기화될 수도 있는 신호를 제공한다. 직교 커버 코드가 상이한 FA에 대해 감소될 수도 있음을 알아야 한다.
왈시 커버의 선택은 검출되지 않은 왈시 커버의 세트에 극적으로 기초(즉, 이웃한 AP에 대해 검출되지 않은 왈시 커버를 선택)할 수도 있다. 만일 모든 커버가 존재하는 경우, 가장 약하게 수신된 신호 레벨(RSL)에 대응하는 코드는 새로운 AP에 의해 재사용될 수도 있다. 그렇지 않으면, 일 실시예에서, AP에 대해 동작 포인트를 최대화하는 코드가 선택될 수도 있다(이하에 기술된 적응될 수 있는 재사용에 대한 구조화된 파워 백오프를 참조).
이러한 예에서, 각각의 AP에 의해 전송된 프레임 카운터는 서로에 대해 엇갈린다. 사용된 스태거는 왈시 커버 인덱스에 대응한다. 따라서, AP0는 왈시 코드 0을 사용한다. APj는 왈시 커버 j를 사용하고, AP0 프레임 카운터가 j이기만 하면, 0과 동일한 자신의 프레임 카운터를 갖는다.
파워업될 때, 소정 시간의 동기화가 실행될 때, AP는 이웃한 AP 비컨 및/또는 STA 에코에 대해 청취한다. 이웃한 시스템이 검출되지 않을 때, AP는 자신 고유의 시간 기준을 설정한다. 이는 임의적일 수 있거나, GPS에 관련되거나, 소정의 다른 로컬 시간 기준일 수 있다. 단일 시스템의 검출시, 로컬 타이밍이 상응하게 설정된다. AP가 상이한 시간 라인으로 동작하는 두 개 이상의 시스템을 검출하면, AP는 가장 강한 신호를 갖는 시스템과 동기화할 수도 있다. 만일 시스템이 동일한 주파수 할당(FA)에 대해 동작하면, AP는 독립한 클록에 대해 동작하는 다른 인접한 AP를 알리기 위해 약한 AP와 관련시키기 위해 시도할 수도 있다. 새로운 AP는 약한 AP에게 AP 존 모두를 동기화하는데 필요한 타이밍 스큐를 알리기 위해 시도한다. 이어, 약한 존 AP는 자신의 타이밍을 스큐할 수도 있다. 이는 다수의 이웃한 AP에 대해 반복될 수도 있다. 새로운 AP는 두 개 이상의 시스템의 동기화된 타이밍을 갖는 자신의 타이밍을 구축할 수 있다. 모든 이웃한 AP가 어떤 이유든, 단일 타이밍을 동기화할 수 없는 상황에서, 새로운 AP는 소정의 이웃한 AP에 동기화될 수도 있다.
동적 주파수 선택은 파워 업할 때, AP에 의해 실행될 수도 있다. 전술한 바와 같이, 통상적으로 동기화를 요구하는 BSS의 수, 및 동기화와 관련될 수도 있는 소정의 지연 및 출력 감소를 최소화하기 위해, DFS 선택으로 BSS 중첩을 최소화하는 것이 바람직하다(즉, FA에 대한 전체 매체로 액세스하는 BSS는 하나 이상의 이웃한 BSS와 매체를 공유해야 하는 BSS보다 더 효율적일 수 있다). 동기화 후, 새로운 AP는 (즉, 이웃한 AP를 측정할 때, 또는 에코 주기 동안) 관련된 최소의 RSL 을 갖는 FA를 선택할 수도 있다. 주기적으로, AP는 AP 파일럿 측정을 위해 STA에 문의할 수도 있다. 유사하게, AP가 다른 존(즉, 이웃한 BSS)로부터 STA에 의해 유발된 AP에서 간섭 레벨의 부과를 가능하게 하는 불감 주기를 예정할 수도 있다. 만일 RSL 레벨이 초과되면, AP는 예정되지 않은 주기 동안 다른 FA를 찾도록 시도하고 후술하는 바와 같이 파워 백오프 정책을 설정한다.
전술한 바와 같이, AP는 파일럿 커버 코드에 따라 구성될 수도 있다. 각각의 AP는 예를 들어, 길이 16의 왈시 시퀀스 커버를 사용할 수도 있다. 다양한 길이를 갖는 소정 수의 코드가 전개될 수도 있다. 파일럿 커버는 수퍼 프레임 기간 동안 비컨의 신호를 변조하는데 사용된다. 이러한 예에서, 수퍼 프레임 기간은 32ms(즉, 16개의 연속적인 MAC 프레임 비컨)이다. 이어 STA는 소정의 AP와 관련된 파일럿 파워를 결정하기 위해 수퍼 프레임 간격에 대해 명확하게 통합될 수도 있다. 전술한 바와 같이, AP는 검출되지 않은 이용가능한 왈시 코드의 풀로부터 왈시 코드를 선택할 수도 있다. 만일 모든 코드가 (동일한 FA에 대해) 검출되면, AP는 이들을 가장 강한 것에서 가장 약한 것으로 순서대로 랭크할 수도 있다. AP는 가장 약하게 검출된 왈시 코드에 대응하는 왈시 코드를 재사용할 수도 있다.
이웃한 AP의 식별을 용이하게 하기 위해, STA는 이들 각각의 AP를 식별하기 위해 에코를 전송하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 전술한 바와 같이, 이웃한 AP를 검출하지 않는 AP는 대응하는 STA 에코를 검출할 것이며, 결국 AP 및 그 타이밍을 식별한다. 각각의 AP는 자신의 비컨에서 구성 정보를 전송할 수도 있으며, 각각의 STA는 소정의 이웃한 수신 AP로 AP 구성 정보 및 타이밍을 전송하기 위해 반 복기로서 동작할 수도 있다.
액티브 STA는 AP로부터의 명령시, 동일한 FA에 대해 동작하는 인접한 AP가 이웃한 시스템의 존재를 검출하도록 하는 예정된 패턴을 전송할 것을 필요로 할 수도 있다. 이를 용이하게 하는 간단한 방법은 소정의 트래픽에 대해 AP에 의해 사용되지 않은 (예를 들어, FCH와 RCH 세그먼트 사이의) MAC 프레임의 관측 간격을 한정하는 것이다. 관측 간격의 기간은 AP와 관련된 STA와 이웃한 AP(예를 들어, 160 칩 또는 2 OFDM 심볼)와 관련한 STA 사이의 최대 상이한 전파 지연을 조절하기에 충분히 길게 한정될 수도 있다. 예를 들어, 왈시 커버 코드 j를 사용하는 AP와 관련한 STA는 MAC 프레임 카운터=0인 경우에는 에코를 전송할 수도 있다. 에코는 이웃한 AP가 존재를 검출하고, 이웃한 AP 존에서 STA와 효율적으로 공존하게 하는데 필요한 정보로 코딩된다.
적응할 수 있는 재사용에 대한 구조화된 파워 백오프가 전개될 수도 있다. 시스템이 각각의 FA가 다른 AP의 부근에서 재사용되어야 하는 포인트에 밀집하게 되면, 두 존 모두의 터미널이 최대 효율로 동작하도록 구조화된 파워 백오프 설계를 부과하는 것이 바람직할 수도 있다. 밀집이 검출되면, 파워 제어는 시스템의 효율을 개선하는데 사용될 수 있다. 즉, 모든 시간에 전체 전력으로 전송하는 대신, AP는 자신의 MAC 프레임 카운터와 동기화된 구조화된 파워 백오프 설계를 사용할 수도 있다.
예로써, 두 AP가 동일한 FA에 대해 동작하고 있음을 가정하자. 일단 AP가 이러한 조건을 감지하면, 이들은 알려진 파워 백오프 정책을 구성할 수도 있다. 예를 들어, 두 AP 모두는 전체 파워, MAC 프레임 0에 대한 Ptot, MAC 프레임1에 대한 Ptot(15/16),..., MAC 프레임 15에 대한 Ptot/16를 허용하는 백오프 설계를 사용한다. AP가 동기화되고, 이들의 프레임이 엇갈리기 때문에, 어떠한 AP 존도 동시에 전체 파워를 사용하지 않는다. 목적은 각각의 AP 존의 STA가 최고의 가능한 출력으로 동작하게 하는 백오프 패턴을 선택하는 것이다.
소정의 AP에 의해 사용된 백오프 패턴은 검출된 간섭의 정도의 기능일 수도 있다. 이러한 예에서, 16개의 알려진 백오프 패턴까지 소정의 AP에 의해 사용될 수도 있다. 사용된 백오프 패턴은 BCH 및 AP와 관련된 STA에 의해 전송된 에코의 AP에 의해 운반될 수도 있다.
예로든 백오프 설계가 본 발명의 양수인에게 양도된, Walton 등의 "Method and apparatus for controlling transmission of a communication systems"라는 제목의 미국 특허 번호 6,493,331에 개시된다.
레거시 시스템과 상호 동작하기 위한 기술의 다른 실시예가 도53에 도시된다. MAC 프레임(1500)의 예가 도15와 관련하여 전술한 바와 같이 도시된다. 슬롯 간격(5310)이 한정된 슬롯 모드가 개시된다. 슬롯 간격(5310)은 MIMO 파일럿 간격(5315) 및 슬롯 갭(5320)을 포함한다. 파일럿(5315)이 도시된 바와 같이, EDCA와 같은 룰에 따라 동작하는 다른 상태(AP를 포함함)에 의해 간섭으로부터 채널을 보존하기 위해 삽입된다. 변경된 MAC 프레임(5330)은 실질적으로 매체의 제어를 유지하기 위해 삽입된 파일럿(5315)을 갖는 MAC 프레임(1500)을 포함한다. 도53은 기술 분야의 당업자에게 명백한 바와 같이 도시되어 있다. 슬롯 모드는 이하에 설 명될 다양한 예에서 소정 타입의 MAC 프레임과 함께 통합될 수도 있다.
이러한 예에서, 설명의 목적을 위해, 1.204ms의 배수인 MAC 프레임을 사용하는 레거시 802.11 시스템을 가정하자. MAC 프레임은 동기화되도록 2.048ms로 설정될 수도 있다. 타겟 비컨 전송 시간(TBTT)에서, STA를 얻기 위한 예고 CFP 기간은 자신의 NAV를 설정한다. CFP 동안, BSS에서 STA는 폴링되지 않으면 전송되지 않아야 한다. 선택적으로, 전술한 바와 같이, AP는 RTS를 전송할 수도 있으며, BSS를 추가로 제거하기 위해 동일한 CTS를 에코하게 할 수 있다. 이러한 CTS는 모든 STA로부터의 동기화된 전송일 수도 있다. 이러한 예에서, 지터는 언제나 2.048ms 경계에 대해 개시하는 MAC 프레임을 보장함으로써 제거될 수도 있다. 이는 심지어 감소된 TBTT와 함께 인접한/중첩한 BSS들 사이의 시간 동기화를 유지한다. 전술한 바와 같은 다양한 다른 기술이 이하에 설명된 기술과 조합될 수도 있다. 일단 매체가 소정의 이용가능한 기술을 사용하여 변경된 MAC 프레임(5330)에 대해 보존되면, 슬롯 모드는 레거시 STA가 예정된 전송과 간섭하는 것을 방지하기 위해 매체의 소유를 유지하도록 전개될 수도 있으며, 그 결과 잠재적으로 새로운 클래스 시스템(즉, 도15 또는 도53에 개시된 설계, 또는 다양한 다른 설계를 사용하는 시스템)의 출력 게인을 감소시킨다.
이러한 예에서, 새로운 클래스 AP는 채널을 점유하기 위해 CSMA 룰에 따르기 쉽다. 그러나 이에 앞서, 비컨을 청취하거나 다른 STS에 의한 다른 BSS의 존재를 결정하는 것이 시도되어야 한다. 그러나 공정한 리소스 공유를 가능하게 하기 위해 동기화가 요구되지 않는다.
일단 이웃한 BSS가 검출되면, 새로운 클래스 AP는 자신의 비컨을 전송함으로써 채널을 점유할 수 있다. 다른 사용자를 로킹하기 위해, 새로운 클래스 AP는 다른 STA가 채널을 사용하는 것을 방지하는 주파수로 파일럿을 전송한다(즉, PIFS=25usec보다 더 긴 어떠한 정지 주기가 없음).
새로운 클래스 AP는 타이머를 설정하여, 공정하게 결정된 고정된 기간 동안 채널을 점유하게 할 수도 있다. 이는 AP의 비컨 주기 또는 비동기(즉 200msec마다 100msec)로 대략적으로 동기화될 수도 있다.
새로운 클래스 AP는 레거시 BSS 사용자에 의해 지연될 수 있는 허락된 간격 동안 소정의 포인트에서 채널을 점유할 수도 있다. 새로운 클래스 AP는 서비스를 위한 트래픽이 없는 경우, 시간의 종료하기 전에 채널을 포기할 수도 있다. 새로운 클래스 AP가 채널을 점유한 경우, 시간의 공정한 주기에 대해 한정된 사용을 갖는다. 더욱이, 새로운 클래스 AP에 의해 설정된 타이밍은 설정된 MAC 프레임 타이밍과 일치할 수도 있다. 즉, 새로운 클래스 비컨이 새로운 클래스 AP 클록의 2.048msec에 대해 발생한다. 이러한 방식의 새로운 클래스 STA는 HT AP가 채널을 점유할 경우를 결정하기 위해 이렇게 특정된 간격으로 주시함으로써 동기화를 유지할 수 있다.
새로운 클래스 AP는 비컨에서 자신의 프레임 파라미터를 예고할 수 있다. 프레임 파라미터의 일부는 MAC 프레임을 통한 파일럿 전송의 주파수를 포함하는 파일럿 간격 공간을 포함할 수도 있다. 새로운 클래스 AP가 자신의 전송이 주기적인 버스트 파일럿을 중첩하도록 STA를 예정할 수도 있다. 이러한 경우, 할당이 중첩 하는 STA는 이를 알고 있으며, 기간 동안의 파일럿을 무시한다. 다른 STA는 이를 알지 못하며, 결국 파일럿이 전술한 간격 동안 전송되었는지를 확인하기 위해 임계 검출기를 사용한다.
AP가 전송할 것을 가정한 즉시, STA는 파일럿을 전송할 수 있거나, AP는 조정된 파일럿을 이러한 간격 동안 STA로 전송할 수 있다. 다른 STA가 이러한 파일럿을 사용하여, 이들의 채널 추정을 방해하는 것을 방지하기 위해, AP 파일럿은 통상의 파일럿 왈시 커버와 직교하는 왈시 커버를 사용할 수도 있다. 왈시 커버를 할당하는 구조가 전개될 수도 있다. 예를 들어, STA 및 AP가 상이한 왈시 커버를 사용한 경우, 왈시 공간은 2N 커버를 포함할 수도 있으며, N 커버는 AP, 및 공지된 방식으로 각각의 AP 왈시 커버와 커플링된 커버를 사용하는 소정의 AP와 관련된 STA에 대한 나머지에 대해 보존된다.
새로운 클래스 AP가 STA로의 할달을 전송하면, STA가 예정된 간격 동안 상기 AP로 전송할 것이 예상된다. STA가 할당을 수신하는 것이 가능하며, 이 경우 채널은 PIFS보다 긴 간격 동안 사용되지 않을 수 있다. 이러한 현상이 발생하는 것을 방지하기 위해, AP는 t<SIFS 동안 채널을 감지할 수도 있으며, 채널이 점령되었음을 결정할 수도 있다. 그렇지 않으면, AP는 대응하게 위상 설정된 전송 파일럿에 의해 채널을 즉시 점유할 수도 있다.
새로운 클래스 채널 할당은 SIFS(16usec)의 간격으로 슬롯될 수도 있다. 이러한 방식의 채널 점유는 새로운 클래스 제외 사용의 기간 동안 레거시 사용자를 방지하는 것을 보장할 수 있다.
RCH는 RCH의 기간이 16usec를 초과할 수 있기 때문에, 상호 동작을 수용할 수 있게 설계되어야 한다. 만일 RCH가 소정의 실시예에서 용이하게 수용될 수 없다면, RCH는 새로운 클래스 MAC가 채널의 제어를 갖지 않는 경우(즉, 레거시 모드에 공존함) 레거시 모드에서 동작하도록 할당될 수도 있다. F-RCH는 STA가 액세스 요청을 전송함으로써, 도53에 도시된 바와 같이, 파일럿 전송 이후의 소정의 시간(즉, 4usec 대기 및 8usec 전송)을 수용할 수도 있다.
실시예
: 강화된 802.11
MIMO
WLAN
전술한 다양한 특징을 설명하는 실시예 및 추가의 특징이 후술된다. 이러한 예에서, MIMO를 사용하는 강화된 802.11 WLAN이 개시된다. 다양한 MAC 강화가 대응하는 데이터 및 MAC 계층 및 물리 계층에서 사용하기 위한 메시지 구조와 함께 설명된다. 기술 분야의 당업자는 WLAN의 특징의 서브세트의 예가 설명됨을 알 것이며, 본 발명의 802.11 레거시 시스템 상호 동작, 및 다른 다양한 시스템과의 상호 동작을 용이하게 적용할 수 있을 것이다.
후술하는 실시예는 레거시 802.11a, 802.11g STA 및 802.11e 드래프트와 예정된 최종 표준과 상호동작하는 특징을 갖는다. 실시예는 레거시 AP와 구별하기 위해 명명된 MIMO OFDM AP를 포함한다. 후술한 바와 같이, 역방향 호환으로 인해, 레거시 STA는 MIMO OFDM AP와 관련될 수 있다. 그러나 MIMO OFDM AP는 필요한 경우, 레거시 STA로부터의 관련 요청을 명확하게 거절할 수 있다. DFS 절차는 거절된 STA를 (레거시 AP 또는 다른 MIMO OFDM AP일 수도 있는) 레거시 동작을 지원하는 다른 AP로 지향시킬 수도 있다.
MIMO OFDM STA는 802.11a, 또는 802.11g BSS 또는 어떠한 AP도 존재하지 않는 독립한 BSS(IBSS)와 관련될 수 있다. 따라서, 이러한 동작의 경우 STA는 802.11a, 802.11g 및 802.11e의 예정된 최종 드래프트의 모든 필수적인 특징을 실현할 것이다.
레거시 및 MIMO OFDM STA가 동일한 RF 채널을 공유한 경우, BSS 또는 IBSS의 경우, 다양한 특징이 지원된다. 제안된 MIMO OFDM PHY 특정 마스크는 어떠한 추가의 인접한 채널 간섭이 레거시 STA에 대해 도입되지 않도록 현존하는 802.11a, 802.11g 특정 마스크와 호환가능하다. PLCP 헤더(후술함)에서 연장된 SIGNAL 필드는 레거시 802.11의 SIGNAL 필드와 역방향 호환가능하다. 레거시 SIGNAL 필드에서 사용되지 않은 RATE 값은 새로운 PPDU 타입(후술함)을 한정하도록 설정된다. 적응형 조정 기능(ACE)(후술함)은 레거시와 MIMO OFDM STA 사이의 매체의 임의의 공유를 가능하게 한다. 802.11e EDCA, 802.11e CAP 및 SCAP(후술됨)의 기간은 AP 스케줄러에 의해 결정된 바와 같이, 소정의 비컨 간격에서 임의로 산재될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 고성능의 MAC가 MIMO WLAN 물리 계층에 의해 인에이블된 높은 데이터 레이트를 효율적으로 레버리지하기 위해 요구된다. 이러한 MAC 실시예의 다양한 속성은 후술된다. 이하는 몇몇 예의 속성이다.
PHY 레이트의 적용 및 전송 모드는 효율적으로 MIMO 채널의 용량을 개발한다.
PHY의 낮은 대기 서비스는 높은 출력(예를 들어, 멀티미디어) 애플리케이션의 요구를 충족시키기 위해 낮은 단-대-단 지연을 제공한다. 낮은 지연 동작은 낮 은 부하로, 또는 많은 부가를 갖는 시스템에서 집중되거나 분산된 스케쥴을 사용하여 경쟁 기반 MAC 기술로 달성될 수도 있다. 낮은 대기는 많은 이익을 제공한다. 예를 들어, 낮은 대기는 빠른 레이트 적용이 물리 계층 데이터 레이트를 최대화하는 것을 허용한다. 낮은 대기는 ARQ를 멈추지 않고, 작은 버퍼로 저가의 MAC 구현을 가능하게 한다. 낮은 대기는 또한 멀티미디어 및 높은 출력 애플리케이션에 대한 단대단 지연을 최소화한다.
다른 속성은 높은 MAC 효율 및 낮은 경쟁 오버헤드이다. 경쟁 기반 MAC에서, 높은 데이터 레이트로, 유용한 전송에 의해 점유된 시간은, 시간의 증가 부분이 오버헤드, 충돌 및 정지 기간에 낭비되는 동안 감소된다. 매체에 대해 낭비된 시간은 스케줄링 및 다수의 더 높은 계층 패킷(예를 들어, IP 데이터그램)의 집합을 통해 단일 MAC 프레임으로 감소될 수도 있다. 집합 프레임은 프리앰블 및 트래이닝 오버헤드를 감소시키기 위해 형성될 수도 있다.
PHY에 의해 인에이블된 높은 데이터 레이트는 간략화된 QoS 핸들링을 허용한다.
후술되는 MAC 강화의 예는 802.11g 및 802.11a와 역방향 호환하는 방식으로 전술한 성능 표준을 해결하도록 설계된다. 게다가, 전술한 드래프트 표준 802.11e에 포함되고, TXOP 및 다이렉트 링크 프로토콜(DLP), 및 선택적 블록 응답 메카니즘과 같은 특징을 포함하는 특징들을 지지하고 개선한다.
후술한 실시예에서, 새로운 용어가 소정의 전술된 개념에 대해 사용된다. 새로운 용어에 대한 맵이 표1에 설명된다.
표1. 용어 맵
| 초기 용어 앞선 문단에서 사용된 용어 | 새로운 용어에 대한 맵 이후의 문단에서 사용된 용어 |
| MUX PDU 또는 MPDU | MAC 프레임 |
| 부분 MPDU | MAC 프레임 프래그먼트 |
| MAC PDU | PPDU |
| 브로드캐스트 메시지(BCH) 및 제어 채널 메시지(CCH) | SCHED 메시지 |
| 제어 채널 메시지 서브 채널 | SCHED 메시지의 CTRLJ 세그먼트 |
| TDD MAC 프레임 간격 | 예정된 액세스 기간(SCAP) |
| F-TCH(순방향 트래픽 채널) | 예정된 AP-STA 전송 |
| R-TCH(역방향 트래픽 채널) | 예정된 STA-AP 또는 STA-STA 전송 |
| A-TCH(Ad-hoc 동등 트래픽 채널) | 보호된 EDCA 또는 MIMO OFDM EDCA |
| PCCH(동등 제어 채널) | PLCP 헤더 SIGNAL 필드 |
| RCH | FRACH |
플렉시블
프레임 집합
이러한 예에서, 플렉시블 프레임 집합이 조장된다. 도35는 집합된 프레임 내에서 하나 이상의 MAC 프레임(또는 프래그먼트)의 캡슐화를 도시한다. 후술하는 헤더 압축을 포함할 수도 있는 프레임 집합은 집합된 프레임(3520) 내의 하나 이상의 MAC 프레임(또는 프래그먼트)의 캡슐화를 가능하게 한다. 집합된 MAC 프레임(3520)은 PSDU(3530)를 형성하고, 이는 단일 PPDU로서 전송될 수도 있다. 집합된 프레임(3520)은 데이터, 관리 또는 제어 타입의 캡슐화된 프레임(또는 프래그먼트)(3510)을 포함할 수도 있다. 프라이버시가 인에이블된 경우, 프레임 페이로드가 암호화될 수도 있다. 암호화된 프레임의 MAC 프레임 헤더는 "무잡음으로(in the clear)"으로 전송된다.
방금 기술된 바와같이, MAC-레벨 프레임 집합은 제로(zero) IFS 또는 BIFS(이하에서 더 상세히 기술되는 버스트 프레임간 공간)을 가진 프레임들을 동일한 수신 STA에 전송할 수 있도록 한다. 임의의 응용들에서, AP로 하여금 제로 IFS를 가 진 프레임들 또는 집합 프레임들을 다중 수신 STA들에 전송하도록 하는 것이 바람직하다. 이는 이하에서 논의되는 SCHED 프레임의 사용을 통해 이루어진다. SCHED 프레임은 다중 TXOP들의 시작 시간을 정의한다. 프리앰블들 및 IFS는 AP가 다중 수신 STA들에 연속 전송(back-to-back transmission)을 수행할때 제거될 수 있다. 이는 MAC-레벨 프레임 집합과 구별되는 PPDU 집합으로서 언급된다.
예시적인 집합 MAC 프레임 전송(즉, PPDU)은 프리앰블로부터 시작하여, MIMO OFDM PLCP 헤더(두개의 필드, 즉 신호1 및 신호2를 포함할 수 있는 신호 필드를 포함함), 및 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들(존재하는 경우) 순서로 수행된다. 예시적인 PPDU 포맷들은 도 49-52와 관련하여 이하에서 더 상세히 설명된다. 집합 MAC 프레임은 동일한 수신 STA에 전송되는 하나 이상의 캡슐화된 프레임들 또는 프레그먼트들을 유동적으로 집합한다(이하에서 상세히 설명되는 SCHED 메시지는 AP로부터 다중 수신 STA들에 TXOP들의 집합을 허용한다). 집합될 수 있는 프레임들 및 프레그먼트들의 수는 제한되지 않는다. 교섭을 통해 형성된 집합 프레임의 최대 크기는 제한될 수 있다. 전형적으로, 집합 프레임에서 제 1 및 마지막 프레임들은 효율적인 패킷을 위하여 생성되는 프레그먼트들 수 있다. 여러 캡슐화된 데이터 프레임들이 집합 프레임내에 포함될때, 데이터 및 QoP 데이터 프레임들의 MAC 헤더들은 이하에서 기술되는 바와같이 압축될 수 있다.
송신 MAC는 유동적 프레임 집합의 사용을 통해 PHY 및 PLCP 오버헤드들 및 유휴 기간들을 최소화할 수 있다. 이는 TXOP내의 이용가능한 공간을 완전하게 점유하기 위하여 PLCP 헤더들의 프레임간의 공간과 유동적 프레임 프레그먼트를 제거 하기 위하여 프레임들을 집합함으로서 달성될 수 있다. 예시적인 일 기술에서, MAC는 현재의 데이터율 및 할당된 또는 결합 기반 TXOP의 기간에 기초하여 PHY에 제공될 옥텟들의 수를 계산한다. 완전한 그리고 분할된 MAC 프레임들은 전체 TXOP를 점유하도록 패킹될 수 있다.
만일 완전한 프레임이 TXOP의 나머지 공간에 수용될 수 없으면, MAC는 TXOP의 나머지 옥텟들을 가능한 많이 점유하도록 다음 프레임을 분할할 수 있다. 프레임들은 효율적인 패킹을 위하여 임의적으로 분할될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 임의의 프레그먼트는 프레임당 최대 16개의 프레그먼트로 제한된다. 대안 실시예들에서, 이러한 제한이 요구되지 않을 수 있다. MAC 프레임의 나머지 프레그먼트(들)은 다음 TXOP에서 전송될 수 있다. 다음 TXOP에서, MAC는 필요한 경우에 불완전하게 전송된 프레임의 프레그먼트들에 높은 우선순위를 부여할 수 있다.
이하에서 더 상세히 기술되는 집합 헤더(본 예에서는 2 옥텟들)는 집합 프레임에 삽입되는 각각의 캡슐화된 프레임(또는 프레그먼트)의 MAC 헤더에 삽입된다. 집합 헤더의 길이 필드는 캡슐화된 MAC 프레임의 길이(옥텟)을 지시하며, 집합된 프레임으로부터 프레임들(및 프레그먼트들)을 추출하기 위하여 수신기에 의하여 사용된다. 제안된 신호(SIGNAL) 필드의 PPDU 크기 필드는 MIMO OFDM PPDU 전송의 크기(OFDM 심볼들의 수)를 제공하는 반면에, 각각의 캡슐화된 MAC 프레임(옥텟)의 길이는 집합 헤더에 의하여 지시된다.
캡슐화된 프레임들의 헤더 압축
도 36은 MAC 헤더(3660), 프레임 몸체(3650)(가변수의 옥텟, N을 포함할 수 있음), 프레임 검사 심볼(FCS)(3655)(본 예에서 4 옥텟)을 포함하는 레가시 MAC 프레임(3600)을 도시한다. 이러한 종래의 MAC 프레임 포맷은 802.11e에 규정되어 있다. MAC 헤더(3660)는 프레임 제어 필드(3610)(2 옥텟), 기간/ID 필드(3615)(2 옥텟), 시퀀스 제어 필드(3635)(2 옥텟) 및 QoS 제어 필드(3645)(2 옥텟)를 포함한다. 더욱이, 4개의 어드레스 필드들, 즉 어드레스 1(3620), 어드레스 2(3625), 어드레스 3(3630), 및 어드레스 4(3640)(각각 6 옥텟)가 포함된다. 이들 어드레스들은 각각 TA, RA, SA, 및 DA로 언급될 수 있다. TA는 송신국 어드레스이다. RA는 수신국 어드레스이다. SA는 소스국 어드레스이다. DA는 목적지국 어드레스이다.
여러 캡슐화된 데이터 프레임들이 집합 프레임내에 포함될때, 데이터 및 QoS 데이터 프레임들의 MAC 헤더들은 압축될 수 있다. QoS 데이터 프레임들에 대한 예시적인 압축된 MAC 헤더들은 도 37-39에 도시되어 있다. FCS는 압축된 MAC 헤더 및 (암호화 또는 비암호화된) 페이로드에 대하여 계산된다는 것에 유의해야 한다.
도 37-도39에 도시된 바와같이, 프레임이 MIMO 데이터 PPDU(타입 0000)을 사용하여 전송될때, 집합 헤더 필드는 캡슐화된 MAC 프레임, 즉 3705, 3805, 또는 3905를 각각 생성하기 위하여 MAC 프레임(3600)의 MAC 헤더(3660)에 도입된다. 집합 헤더 필드를 포함하는 MAC 헤더는 확장형 MAC 헤더(즉, 3700, 3800 또는 3900)라 불린다. 하나 이상의 캡슐화된 관리, 제어 및/또는 데이터 프레임들(QoS 데이터 포함)은 집합 MAC 프레임으로 집합될 수 있다. 데이터 보안이 사용될때, 데이터 또는 QoS 데이터 프레임들의 페이로드는 암호화될 수 있다.
집합 헤더(3710)는 집합 프레임(3705, 3805, 또는 3905)에 삽입된 각각의 프 레임(또는 프레그먼트)에 대하여 삽입된다. 헤더 압축은 이하에서 상세히 기술된 집합 헤더 타입 필드에 의하여 지시된다. 데이터 및 QoS 데이터 프레임들의 프레임 헤더들은 리던던트 필드들을 제거하기 위하여 압축될 수 있다. 도 37에 도시된 집합 프레임(3705)은 모든 4개의 어드레스들 및 기간/ID 필드를 포함하는 비압축 프레임을 기술한다.
비압축된 집합 프레임이 전송된후에, 추가 집합 프레임들은 그들이 동일하기 때문에 송신 및 수신국 어드레스들을 식별할 필요가 없다. 따라서, 어드레스 1(3620) 및 어드레스 2(3625)는 생략될 수 있다. 기간/ID 필드(3615)는 집합 프레임의 다음 프레임들을 위하여 포함될 필요가 없다. 기판은 NAV를 세팅하기 위하여 사용될 수 있다. 기판/ID 필드는 전후관계에 기초하여 오버로드된다. 폴 메시지들에서, 기판/ID 필드는 액세스 ID(AID)를 포함한다. 다른 메시지들에서, 동일한 필드는 NAV를 세팅하기 위하여 기판을 특정한다. 대응 프레임(3805)은 도 38에 기술된다.
소스 어드레스 및 목적지국 어드레스들이 복제 정보를 포함할때 추가 압축이 이용가능하다. 이러한 경우에, 어드레스 3(3630) 및 어드레스 4(3640)는 제거될 수 있으며, 결국 도 39에 기술된 프레임(3905)이 생성된다.
필드들이 제거될때, 압축해제하기 위하여, 수신기는 집합 프레임에 이전 헤더(압축해제후)로부터의 대응하는 필드를 삽입할 수 있다. 이러한 예에서, 집합 프레임의 제 1 프레임은 비압축 헤더를 항상 사용한다. 페이로드의 암호해독은 헤더 압축을 위하여 제거될 수 있는 MAC 헤더로부터 임의의 필드들을 필요로할 수 있 다. 프레임 헤더의 압축해제후에, 이들 필드들은 암호해독 엔진에서 이용가능하게 만들어질 수 있다. 길이 필드는 집합 프레임으로부터 프레임들(프레그먼트들)을 추출하기 위하여 수신기에 의하여 사용된다. 길이 필드는 압축된 헤더를 가진 프레임의 길이(옥텟)을 지시한다.
추출후에, 집합 헤더 필드가 제거된다. 압축해제된 프레임은 암호해독 엔진에 전송된다. (압축해제된) MAC 헤더들의 필드들은 암호해독동안 메시지 완전성 검증을 위하여 요구될 수 있다.
도 40은 예시적인 집합 헤더(3710)를 기술한다. 집합 헤더 필드는 MIMO 데이터 PPDU로 전송되는 하나 이상의 프레임들(암호화된 또는 비암호화된)에 대한 각각의 프레임(또는 프레그먼트) 헤더에 더해진다. 집합 헤더는 2비트 집합 헤더 타입 필드(4010)(헤더 압축이 사용되었는지의 여부 및 어느 타입이 사용되었는지의 여부를 지시하기 위하여) 및 12 비트 길이 필드(4030)를 포함한다. 타입 00 프레임들은 헤더 압축을 사용하지 않는다. 타입 01 프레임들은 기간/ID, 어드레스 1 및 어드레스 2 필드들은 제거된다. 타입 10 프레임들은 타입 01 프레임들과 동일하게 제거된 필드들을 가지며, 어드레스 3 및 어드레스 4 필드들 또한 제거된다. 집합 헤더의 길이 필드(4030)는 압축된 헤더를 가진 프레임 길이(옥텟)을 지시한다. 2 비트(4020)는 유지된다. 집합 헤더 타입들은 테이블 2에서 요약된다.
테이블 2. 집합 헤더 타입
| 비트 0 | 비트 1 | 의미 |
| 0 | 0 | 비압축 |
| 0 | 1 | 기판/ID, 어드레스 1 및 어드레스 2 필드들이 제거됨 |
| 1 | 0 | 기판/ID, 어드레스 1, 어드레스 2, 어드레스 3 및 어드레스 4 필드들이 제거됨 |
| 1 | 1 | 유지됨 |
이러한 예시적인 실시예에서, 집합 프레임에서 캡슐화된 모든 관리 및 제어 프레임들은 집합 헤더 타입 00을 가진 비압축 프레임 헤더를 사용한다. 이하의 관리 프레임들은 집합 프레임의 데이터 프레임들, 즉 연관 요구, 연관 응답, 재연관 요구, 재연관 응답, 프로브 요구, 프로브 응답, 분리, 인증 및 역인증과 함께 캡슐화될 수 있다. 이하의 제어 프레임들은 집합 프레임의 데이터 프레임들, 즉 블록학인(BlockAck) 및 블록확인요구(BlockAckRequest)와 함께 캡슐화될 수 있다. 대안 실시예들에서, 임의의 타입의 프레임들이 캡슐화될 수 있다.
적응 조정 함수
적응 조정 함수(ACF)는 MIMO PHY에 의하여 인에이블되는 고데이터율들로 동작하기에 적합한 고효율 저대기시간 스케줄링 동작을 허용하는 HCCA 및 EDCA의 확장형이다. 도 41은 ACK에 사용하기 위한 스케줄링된 액세스 주기 프레임(SCAP)의 예시적인 실시예를 기술한다. SCHED 메시지(4120)를 사용하면, AP는 스케줄링된 액세스 주기(4130)로서 공지된 주기 이상 하나 이상의 AP-STA, STA-AP 또는 STA-STA TXOP들을 동시에 스케줄링할 수 있다. 이들 스케줄링된 전송들은 스케줄링된 전송들(4140)로서 식별된다. SCHED 메시지(4120)는 앞서 상세한 설명된 래거시 HCCA 폴에 대한 대안이다. 예시적인 실시예에서, SCAP의 최대 허용 값은 4ms이다.
STA 전송들(4142)에 대한 AP, AP 전송들(4144)에 대한 STA 및 STA 전송들 (4146)에 대한 STA를 포함하는 예시적인 스케줄링된 전송들(4140)이 설명을 위하여 도 41에 기술된다. 이러한 예에서, AP는 STA B(4142A)에 전송하며, STA D(4142B)에 전송하며 STA G(4142C)에 전송한다. 소스(AP)가 각각의 전송에 대하여 동일하기 때문에 이들 TXOP들간에 갭들이 도입될 필요가 없다는 것에 유의해야 한다. 소스가 변화할때 TXOP들사이에 갭들이 도시된다(이러한 갭 공간들은 이하에서 더 상세히 설명된다). 이러한 설명에서, AP가 STA 전송들(4142)에 전송한후에 STA C는 AP(4144A)에 전송하며, 갭이후에 STA G는 AP(4144B)에 전송하며, 갭 이후에 STA E는 AP(4144C)에 전송한다. 그 다음에, 피어-투-피어 TXOP(4146)가 스케줄링된다. 이러한 경우에, STA E는 소스(STA F에 전송하는)로서 유지되며, 그 결과 STA E 전송 전력이 변화하지 않는 경우에 갭들이 도입될 필요가 없으며 그렇치 않은 경우에 BIFS 갭이 사용될 수 있다. STA 전송들에 대한 STA가 스케줄링될 수 있으나, 예시적으로 기술되지 않는다. TXOP들의 임의의 결합은 순차적으로 스케줄링될 수 있다. 도시된 TXOP 타입들의 순서는 단지 예시적인 것이다. 필요한 수의 갭들을 최소화하기 위하여 TXOP들을 스케줄링하는 것이 바람직한 반면에, 이는 강제적인 것이 아니다.
스케줄링된 액세스 주기(4130)는 고속 랜덤 액세스 채널(FRACH) 전송들(여기서, STA는 할당을 위한 요구를 수행할 수 있음)에 전용된 FRACH 주기(4150) 및/또는 MIMO STA들이 EDCA 절차들을 사용하는 MIMO OFDM EDCA(4160) 주기를 포함할 수 있다. 이들 경합 기반 액세스 주기들이 SCAP에 대한 NAV 세트에 의하여 보호된다. MIMO OFDM EDCA(4160) 주기동안, MIMO STA들은 레거시 STA들과 경합하지 않고 매체 를 액세스하기 위하여 EDCA 절차들을 사용한다. 어느 한 보호 경합 주기동안 전송들은 MIMO PLCP 헤더(이하에서 더 상세히 설명됨)를 사용한다. AP는 본 실시예에서 보호 경합 주기동안 TXOP 스케줄링을 제공하지 않는다.
단지 MIMO STA들만이 존재할때, SCAP에 대한 NAV는 SCHED 프레임(SCHED 프레임은 이하에서 더 상세히 설명됨)의 기간 필드를 통해 세팅될 수 있다. 선택적으로, 만일 레가시 STA들로부터의 보호가 바람직하면, AP는 BSS의 모든 STA들에서 SCAP에 대한 NAV를 형성하기 위하여 CTS 대 셀프(4110)를 가진 SCHED 프레임(4120)을 선행한다.
이러한 실시예에서, MIMO STA들은 SCAP 경계에 따른다. SCAP를 전송하는 마지막 STA는 SCAP의 끝전에 적어도 PIFS 기간에 그것의 TXOP를 전송해야 한다. MIMO STA들은 스케줄링된 TXOP 경계들에 따르며 할당된 TXOP의 끝전에 그들의 전송을 완료해야 한다. 이는 다음으로 스케줄링된 STA가 유휴상태에 있는 채널을 감지하지 않고 그것의 TXOP를 시작하도록 한다.
SCHED 메시지(4120)는 스케줄을 정의한다. TXOP들(AP-STA, STA-AP 및/또는 STA-STA)의 할당들은 SCHED 프레임의 CTRLJ 엘리먼트들(이하에서 상세히 기술되는 도 45의 4515-4530)에 포함된다. SCHED 메시지는 존재하는 경우에 FRACH(4150)에 전용된 SCAP(4100)의 부분 및 존재하는 경우에 EDCA 동작 보호 부분(4160)을 정의할 수 있다. 만일 스케줄링된 TXOP 할당들이 SCHED 프레임에 포함되지 않으면, 전체 SCAP는 SCAP에 대한 NAV에 의하여 레가시 STA들로부터 보호되는 EDCA 전송들(임의의 FRACH 포함)과 별도로 세팅된다.
SCAP동안 허용되는 스케줄링된 또는 경합 기반 TXOP의 최대 길이는 ACF 능력 엘리먼트에서 지시될 수 있다. 이러한 실시예에서, SCAP의 길이는 표지 간격동안 변화하지 않는다. 길이는 ACF 능력 엘리먼트에서 지시될 수 있다. 예시적인 ACF 엘리먼트는 SCAP 길이(10 비트), 최대 SCAP TXOP 길이(10비트), 가드 IFS(GIFS) 기간(4 비트) 및 FRACH RESPONSE(4비트)를 포함한다. SCAP 길이는 현재의 표지 간격에 대한 SCAP의 길이를 지시한다. 필드는 4 μs의 단위로 인코딩된다. 최대 SCAP TXOP 길이는 SCAP 동안 최대 허용가능 TXOP 길이를 지시한다. 필드는 800ns의 단위로 인코딩된다. GIFS 기간은 연속적으로 스케줄링된 STA TXOP들간의 가드 간격이다. 필드는 800ns의 단위로 인코딩된다. FRACH RESPONSE는 SCAP들의 단위로 지시된다. AP는 FRACH RESPONSE SCAP들을 STA에 제공함으로서 FRACH PPDU를 사용하여 수신된 요구에 응답해야 한다.
도 42는 SCAP가 HCCA 및 EDCA와 관련하여 사용될 수 있는 방법에 관한 예를 도시한다. 임의의 표지 간격(표지들(4210A-C)에서, AP는 802.11e CAP 및 MIMO OFDM SCAP를 사용하여 EDCA 경합 기반 액세스의 기간을 적응적으로 분산시키는 완전한 융통성을 가진다.
따라서, ACF를 사용하면, AP는 HCCA에서 처럼 동작할 수 있으나 SCAP에 대한 주기들을 할당하는 부가 능력을 가질 수 있다. 예컨대, AP는 PCF에서 처럼 CFP 및 CP를 사용할 수 있거나, 또는 HCCA에서 처럼 폴링된 동작을 위하여 CAP를 할당하거나 또는 스케줄링된 동작을 위하여 SCAP를 할당할 수 있다. 도 42에 도시된 바와같이, 표지 간격에서, AP는 경합 기반 액세스(EDCA) 4220A-F, CAP 4230A-F, 및 SCAP 4100A-I에 대한 주기들의 임의의 결합을 사용할 수 있다(단순화를 위하여, 도 42의 예는 일부 CFP를 도시하지 않는다). AP는 스케줄링 알고리즘들 및 매체 점유의 관찰에 기초하여 다른 타입들의 액세스 메커니즘들에 의하여 점유된 매체의 비율을 적응시킨다. 임의의 스케줄링 기술이 사용될 수 있다. AP는 허용된 QoS 흐름들이 만족되는지의 여부를 결정하고, 적응을 위한 매체의 측정된 점유를 포함하는 다른 관찰들을 사용할 수 있다.
HCCA 및 연관된 CAP들이 앞서 기술되었다. 예시적인 CAP(4230)이 도 42에 도시된다. AP TXOP(4232)는 폴(4234A)에 선행한다. HCCA TXOP(4236A)는 폴(4234A)에 후행한다. 다른 폴(4234B)는 전송된 다음에, 다른 각각의 HCCA TXOP(4236B)가 전송된다.
EDCA가 앞서 기술되었다. 예시적인 EDCA(4220)이 도 42에 도시된다. 다양한 EDCA TXOP들(4222A-C)가 도시된다. CFP는 본 예에서 생략된다.
도 42에 도시된 SCAP(4100)는 셀프(4110), SCHED(4120) 및 스케줄링된 액세스 주기(4130)에 대한 선택적 CTS를 포함하는 도 41에 도시된 포맷을 가질 수 있다.
AP는 다음과 같이 802.11 전송 트래픽 지시 메시지(DTIM) 메시지를 사용하여 스케줄링된 동작을 지시한다. DTIM은 BSS의 AP 또는 다른 STA가 백로깅된 데이터를 가지는 액세스 ID들(AID들)의 비트맵을 포함한다. DTIM을 사용하면, 모든 MIMO-가능 STA들은 표지후에 활성화를 유지하도록 시그널링된다. 레가시 및 MIMO STA들이 존재하는 BSS에서, 레가시 STA들은 표지후에 즉시 먼저 스케줄링된다. 레 가시 전송들 직후에, 스케줄링된 액세스 주기의 구성을 지시하는 SCHED 메시지가 전송된다. 특정 스케줄링된 액세스 주기에서 스케줄링되지 않은 MIMO-가능 STA들은 SCAP의 나머지동안 유휴상태로 될 수 있으며 다음 SCHED 메시지들을 수신하기 위하여 활성화될 수 있다.
다양한 다른 동작 모드들은 ACF로 인에이블된다. 도 43은 각각의 표지 간격이 경합 기반 액세스 주기들(4220)과 산재된 다수의 SCAP들(4100)을 포함하는 예시적인 동작을 도시한다. 이러한 모드는 MIMO QoS 흐름이 SCAP동안 스케줄링되는 매체의 "적정" 공유를 허용한다. 산재된 주기들은 MIMO 및 레가시 STA들에 대한 저대기시간 서비스를 허용한다.
전술한 바와같이, SCAP의 SCHED 메시지는 레가시 STA들로부터 보호를 위한 CTS 대 셀프에 후행할 수 있다. 만이 레가시 STA들이 존재하지 않으면, CTS 대 셀프(또는 다른 레가시 클리어링 신호)가 요구되지 않는다. 표지(4210)는 임의의 도달 레가시 STA들로부터 모든 SCAP들을 보호하기 위하여 긴 CFP를 세팅할 수 있다. 표지 간격의 끝에 있는 CP는 매체를 액세스하기 위하여 새로이 도달하는 레가시 STA를 허용한다.
다수의 MIMO STA들을 사용하기에 최적화된 저대기시간 동작은 도 44에 도시된 예시적인 동작을 사용하여 인에이블될 수 있다. 이러한 예에서는 존재하는 경우에 레가시 STA들이 단지 제한된 자원들만을 필요로로 한다는 것이 가정된다. AP는 표지를 전송하여 긴 CFP(4410) 및 짧은 CP(4420)을 형성한다. 표지(4210)는 레가시 STA들에 대한 임의의 방송/멀티캐스트 메시지들보다 선행한다. 그 다음에, SCAP들(4100)은 연속적으로 스케줄링된다. 이러한 동작모드는 STA들이 SCHED 메시지들을 수신하기 위하여 주기적으로 활성화될 필요가 있고 현재의 SCAP에서 스케줄링되지 않는 경우에 SCAP 간격동안 유휴상태에 있기 때문에 최적 전력 관리를 제공한다.
MIMO STA들에 대한 보호 경합 기반 액세스는 SCAP(4100)의 스케줄링된 액세스 주기(4130)에 포함된 FRACH 또는 MIMO EDCA 주기들을 통해 제공된다. 레가시 STA들은 CP(4420)동안 매체에 대한 경합 기반 액세스를 획득할 수 있다.
AP로부터의 연속적으로 스케줄링된 전송들은 SCHED 프레임의 전송직후에 스케줄링될 수 있다. SCHED 프레임은 프리앰블과 함께 전송될 수 있다. 다음으로 스케줄링된 AP 전송들은 프리앰블없이 전송될 수 있다(프리앰블이 포함되는지의 여부에 대한 지시자가 전송될 수 있다). 예시적인 PLCP 프리앰블이 이하에서 더 상세히 설명된다. 스케줄링된 STA 전송들은 예시적인 실시예에서 프리앰블과 함께 시작할 것이다.
에러 복원
AP는 SCHED 수신 에러들로부터 복원하는 다양한 절차들을 사용할 수 있다. 예컨대, 만일 STA가 SCHED 메시지를 디코딩할 수 없으면, STA는 TXOP를 이용할 수 없을 것이다. 만일 스케줄링된 TXOP가 할당된 시작 시간에 시작하지 않으면, AP는 미사용 스케줄링된 TXOP의 시작후에 PIFS에서 전송함으로서 복원을 초기화할 수 있다. AP는 미사용 스케줄링된 TXOP의 주기를 CAP로서 사용할 수 있다. CAP동안, AP는 하나 이상의 STA들 또는 폴 STA에 전송할 수 있다. 폴은 스케줄링된 TXOP 또 는 다른 STA를 손실한 STA에 관한 것일 수 있다. CAP는 다음 스케줄링된 TXOP 전에 전송된다.
스케줄링된 TXOP가 초기에 종료될때 동일한 절차들이 사용될 수 있다. AP는 스케줄링된 TXOP에서 마지막 전송의 끝 이후에 PIFS를 전송함으로서 복원을 초기화할 수 있다. AP는 방금 기술된 바와같이 CAP로서 스케줄링된 TXOP의 미사용 주기를 사용할 수 있다.
보호 경합
전술한 바와같이, SCAP는 MIMO STA들이 EDCA 절차들을 사용할 수 있는 부분 및/또는 FRACH 전송들에 전용된 부분을 포함할 수 있다. 이들 경합-기반 액세스 주기들은 SCAP에 대한 NAV에 의하여 보호될 수 있다.
보호 경합은 스케줄링시 AP를 지원하기 위하여 STA들이 TXOP 요구들을 지시하도록 함으로서 저대기시간 스케줄링 동작을 고려한다. 보호 EDCA 주기에서, MIMO OFDM DTA들은 EDCA 기반 액세스(레가시 STA들과의 결합으로부터 보호됨)를 사용하여 프레임들을 전송할 수 있다. 레가시 기술들을 사용하면, STA들은 MAC 헤더에서 802.11e QoS 제어 필드의 TXOP 기간 요구 또는 버퍼 상태를 지시할 수 있다. 그러나, FRACH는 동일한 함수를 제공하는 더 효율적인 수단이다. FRACH 주기동안, STA들은 고정 크기의 FRACH 슬롯들의 채널을 액세스하기 위하여 슬롯화된 알로하형 경합을 사용할 수 있다. FRACH PPDU는 TXOP 기간 요구를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예에서, MIMO 프레임 전송들은 이하에서 상세히 기술되는 바와같이 MIMO PLCP 헤더를 사용한다. 레가시 802.11b, 802.11a 및 802.11g STA들이 MIMO PLCP 헤더의 신호 필드만을 디코딩할 수 있으며(도 50과 관련하여 상세히 설명됨), 비-MIMO STA들이 존재할때 MIMO 프레임들은 보호와 함께 전송되어야 한다. 양 레가시 및 MIMO STA들이 존재할때, EDCA 액세스 절차들을 사용하는 STA들은 보호를 위한 레가시 RTS/CTS 시퀀스를 사용할 수 있다. 레가시 RTS/CTS는 레가시 프리앰블, PLCP 헤더 및 MAC 프레임 포맷들을 사용한 RTS/CTS 프레임들의 전송을 언급한다.
MIMO 전송들은 8.2.11e HCCA에 의하여 제공된 보호 메커니즘들을 이용할 수 있다. 따라서, AP로부터 STA들로의 전송들, STA들로부터 AP로의 폴링된 전송들, 또는 STA로부터 다른 STA로의 폴링된 전송들(직접 링크 프로토콜을 사용하여)은 제어 액세스 주기(CAP)를 사용하여 보호될 수 있다.
AP는 레가시 STA들로부터 MIMO 스케줄링된 액세스 주기(SCAP)를 보호하기 위하여 레가시 CTS 대 셀프를 사용한다.
BSS에 존재하는 모든 STA들이 MIMO PLCP 헤더를 디코딩할 수 있다는 것을 AP가 결정할때, AP는 표지의 MIMO 능력 엘리먼트에서 이를 지시한다. 이는 MIMO BSS로서 언급된다.
MIMO BSS에서, 양 EDCA 및 HCCA하에서, 프레임 전송들은 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들 에이징 규칙들에 따라 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들 및 MIMO PLCP 헤더를 사용한다. MIMO BSS에서의 전송은 MIMO PLCP를 사용한다.
감소된
프레임간 공간
프레임간 공간을 감소시키기 위한 다양한 기술들이 앞서 상세히 기술되었다. 여기에서는 이러한 예시적인 실시예에서 프레임간 공간을 감소시키는 여러 예들이 기술된다. 스케줄링된 전송들을 위하여, TXOP의 시작 시간은 SCHED 메시지에서 지시된다. 나머지 STA는 매체가 유휴상태인지를 결정하지 않고 SCHED 메시지에서 지시된 정확한 시작시간에서 스케줄링된 TXOP을 시작할 수 있다. 여기에 기술된 바와같이, SCAP동안 연속적으로 스케줄링된 AP 전송들은 최소 IFS를 가지지 않고 전송된다.
예시적인 실시예에서, 연속적으로 스케줄링된 STA 전송들(다른 STA들로부터)은 적어도 가드 IFS(GIFS)의 IFS와 함께 전송된다. GIFS의 디폴트 값은 800 ns이다. 큰 값은 다음에 정의된 버스트 IFS(BIFS)의 값까지 선택될 수 있다. GIFS의 값은 앞서 기술된 바와같이 ACF 능력 엘리먼트에서 지시될 수 있다. 대안 실시예들은 GIFS 및 BIFS의 일부 값들을 사용할 수 있다.
동일한 STA(TXOP 버스팅)로부터의 연속적인 MIMO OFDM PPDU 전송들은 BIFS에 의하여 분리된다. 2.4GHz 대역에서 동작할때, BIFS는 10μs와 동일하며, MIMO OFDM PPDU는 6μs OFDM 신호를 포함하지 않는다. 5GHz 대역에서 동작할때, BIFS는 10μs이다. 대안 실시예에서, BIFS는 0을 포함하는 작거나 또는 큰 값으로 세팅될 수 있다. 수신 STA 자동이득제어(AGC)가 전송들간을 스위칭하도록 하기 위하여, 0보다 큰 갭은 전송 STA 전송전력이 변화될때 사용될 수 있다.
수신 STA로부터 직접 응답을 요구하는 프레임들은 MIMO OFDM PPDU를 사용하여 사용되지 않는다. 대신에, 이 프레임들은 아래의 레가시 PPDU, 즉 2.4GHz의 조항 19 또는 5GHz 대역의 조항 17을 사용하여 전송된다. 레가시 및 MIMO OFDM PPDU 가 매체상에서 다중화되는 방법에 대한 일부 예들이 이하에 기술된다.
첫째, 레가시 RTS/CTS 및 이 다음의 MIMO OFDM PPDU 버스팅을 고려하라. 전송 시퀀스는 레가시 RTS-SIFS-레가시 CTS-SIFS-MIMO OFDM PPDU-BIFS-MIMO OFDM PPDU이다. 2.4GHz에서, 레가시 RTS 또는 CTS PPDU는 OFDM 신호 연장을 사용하며, SIFS는 10 μs이다. 5GHz에서, OFDM 연장이 존재하지 않으나 SIFS는 16μs이다.
둘째, MIMO OFDM PPDU를 사용하는 EDCA TXOP를 고려하라. 전송 시퀀스는 MIMO OFDM PPDU - BIFS -레가시 블록확인요구-SIFS-ACK이다. EDCA TXOP는 적정 액세스 클래스(AC)에 대한 EDCA 절차들을 사용하여 획득된다. 앞서 상세히 기술된 바와같이, EDCA는 AIFS[AC], CWmim[AC], 및 CWmax[AC]와 같은 AC당 다른 파라미터들을 사용할 수 있는 액세스 클래스들을 정의한다. 레가시 블록확인요구는 신호 연장 또는 16μs SIFS중 하나와 함께 전송된다. 만일 블록확인요구가 MIMO OFDM PPDU내의 집합 프레임에서 전송되면, ACK가 존재하지 않는다.
셋째, 연속적으로 스케줄링된 TXOP들을 고려하라. 전송 시퀀스는 STA A MIMO OFDM PPDU - GIFS - STA B MIMO OFDM PPDU이다. PPDU 전송이 할당된 최대 허용 TXOP 시간보다 짧은 경우에 STA A MIMO OFDM PPDU의 전송후에 유휴 주기가 존재할 수 있다.
전술한 바와같이, 코딩된 OFDM 전송들의 디코딩 및 복조는 수신 STA에서 추가 처리 요건들을 부여한다. 이를 달성하기 위하여, 802.11a 및 802.11g는 ACK가 전송되어야 하기전에 수신 STA에 대한 추가 시간을 허용한다. 802.11a에서, SIFS 시간은 16μs로 세팅된다. 802.11g에서, SIFS 시간은 10μs으로 세팅되나 추가 6 μs OFDM 신호 연장이 도입된다.
MIMO OFDM 전송들의 디코딩 및 복조가 더 많은 처리 부하를 부여할 수 있기 때문에, 동일한 논리후에, 실시예는 SIFS 또는 OFDM 신호 연장을 증가시키도록 설계될 수 있으며, 이는 효율성을 추가로 감소시킨다. 예시적인 실시예에서, 802.11e의 블록 ACK 및 지연된 블록 ACK 메커니즘들을 연장함으로서, 모든 MIMO OFDM 전송들에 대한 직접 ACK 요건이 제거된다. SIFS 또는 신호 연장을 증가시키는 대신에, 신호 연장은 제거되며, 연속 전송들사이에서 요구된 프레임간 공간의 여러 상황들을 위하여 감소되거나 또는 제거되며, 이에 따라 효율성이 증대된다.
SCHED
메시지
도 45는 도 41과 관련하여 기술되고 이하에서 더 상세히 기술되는 SCHED 메시지를 기술한다. SCHED 메시지(4120)는 스케줄링된 액세스 주기(SCAP)의 기간동안 하나 이상의 AP-STA, STA-AP 및 STA-STA TXOP들을 할당하는 다중 폴 메시지이다. SCHED 메시지를 사용하면, 폴링 및 경합 오버헤드가 감소될 뿐만아니라 불필요한 IFS가 제거된다.
SCHED 메시지(4120)는 SCAP에 대한 스케줄을 정의한다. SCHED 메시지(4120)는 MAC 헤더(4510)(본 실시예에서 15 옥텟)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, CTRL0, CTRL1, CTRL2, 및 CTRL3 세그먼트들(J가 세그먼트들(4515-4530)을 기술하기 위하여 0 내지 3일 수 있는 CTRLJ로 언급됨)의 각각은 존재할때 가변길이를 가질 수 있고 6, 12, 18 및 24 Mbps로 전송될 수 있다.
예시적인 MAC 헤더(4510)는 프레임 제어(4535)(2옥텟), 기간(4540)(2옥텟), BSSID(4545)(6옥텟), 전력 측정(4550)(2옥텟) 및 MAP(4553)(3옥텟)을 포함한다. 기간 필드(4540)의 비트들(13-0)은 SCAP의 길이(마이크로초)를 지정한다. 기판 필드(4540)는 SCAP의 기간동안 NAV를 세팅하기 위하여 MIMO OFDM 전송들일 수 있는 STA들에 의하여 사용된다. 레가시 STA들이 BSS에 존재할때, AP는 SCAP, 예컨대 레가시 CTS 대 셀프를 보호하기 위하여 다른 수단을 사용할 수 있다. 예시적인 실시예에서, SCAP의 최대값은 4ms이다. BSSID 필드(4545)는 AP를 식별한다.
전력 관리 필드(4550)가 도 46에 기술되어 있다. 전력 관리(4550)는 SCHED 카운트(4610), 예비 필드(4620)(2비트), 전송전력(4630), 및 수신전력(4640)을 포함한다. AP 전송 전력 및 AP 수신전력은 전력 관리 필드에서 지시된 바와 같으며, STA 수신 전력 레벨은 STA에서 측정된다.
SCHED 카운트는 각각의 SCHED 전송(본 예에서는 6 비트)에서 증가되는 필드이다. SCHED 카운트는 각각의 표지 전송에서 리세트된다. SCHED 카운트는 다양한 목적으로 사용될 수 있다. 예로서, SCHED 카운트를 사용하는 전력 절약 특징이 이하에 기술된다.
전송 전력 필드(4630)는 AP에 의하여 사용되는 전송 전력 레벨을 나타낸다. 전형적인 실시예에서, 4-비트 필드는 다음과 같이 인코딩되며, 즉 값은 전송 전력 레벨이 표지의 정보 엘리먼트에서 지시된 채널에 대한 최대 전송 전력 레벨(dBm)이하인 4dB 스텝들의 수를 나타낸다.
수신 전력 필드(4640)는 AP에서 예측된 수신 전력 레벨을 나타낸다. 전형적인 실시예에서, 4비트 필드는 다음과 같이 인코딩되며, 즉 값은 수신 전력 레벨이 최소 수신기 민감 레벨(-82dBm)이상인 4dB 스텝들의 수를 나타낸다. STA에서 수신된 전력 레벨에 기초하여, STA는 다음과 같이 전송 전력 레벨을 계산하며, 즉 STA 전송전력(dBm) = AP 전송 전력(dBm) + AP 수신전력(dBm) - STA 수신 전력(dBm)과 같이 계산된다.
예시적인 실시예에서, 스케줄링된 STA -SAT 전송동안, 제어 세그먼트는 AP 뿐만아니라 수신 STA에서 디코딩될 수 있는 전력 레벨로 전송된다. SCHED 프레임의 전력 관리 필드(455) 또는 AP로부터의 전력 제어 보고는 STA로 하여금 제어 세그먼트가 AP에서 디코딩될 수 있도록 요구된 전송 전력레벨을 결정하도록 한다. 이러한 일반적인 양상은 도 22를 참조로하여 앞서 상세히 설명되었다. 스케줄링된 STA-STA 전송동안, AP에서 디코딩하는데 필요한 전력이 수신 STA에서 디코딩하는데 필요한 전력과 다를때, PPDU는 두개의 높은 전력레벨들로 전송된다.
도 47에서 도시된 MAP 필드(4555)는 SCAP 동안 보호된 결합 기반 액세스 주기들의 존재 및 기간을 지정한다. MAP 필드(4555)는 FRACH 카운트(4710), FRACH 오프셋(4720), 및 EDCA 오프셋(4730)을 포함한다. 예시적인 FRACH 카운트(4710)(4비트)는 FRACH 오프셋(4720(10비트)에서 시작하여 스케줄링된 FRACH 슬롯들의 수이다. 각각의 FRACH 슬롯은 28 μs이다. "0"의 FRACH 카운트값은 현재의 스케줄링된 액세스 주기에서 FRACH 주기가 존재하지 않는다는 것을 지시한다. EDCA 오프셋(4730)은 보호 EDCA 주기의 시작이다. 예시적인 EDCA 오프셋(4730)은 10비트이다. FRACH 오프셋(4720) 및 EDCA 오프셋(4730)은 SCHED 프레임 전송의 초기에 시작하는 4 μs의 단위이다.
SCHED 메시지(4120)는 도 51과 관련하여 이하에서 상세히 설명되는 특정 SCHED PPDU(5100)(타입 0010)으로서 전송된다. SCHED 메시지(4120)내의 존재 및 CTRL0(4515), CTRL1(4520), CTRL2(4525) 및 CTRL3(4530) 세그먼트의 길이는 SCHED PPDU(5100)의 PLCP 헤더의 신호 필드(5120, 5140)에서 지시된다.
도 48은 TXOP 할당을 위한 SCHED 제어 프레임들을 도시한다. CTRL0(4515), CTRL1(4520), CTRL2(4525), CTRL3(4530) 세그먼트들의 각각은 가변 길이를 가지며, 0 또는 그 이상의 할당 엘리먼트(4820, 4840, 4860, 4880)를 각각 포함한다. 16 비트 FCS(4830, 4850, 4870, 4890) 및 6 테일 비트(도시안됨)는 CTRLJ 세그먼트마다 더해진다. CTRL0 세그먼트(4515)에 대하여, FCS는 MAC 헤더(4510) 및 임의의 CTRL0 할당 엘리먼트(4820)에 대하여 계산된다(따라서, MAC 헤더는 도 48에서 CTRL0(4515)에 첨부되는 것처럼 보인다). 예시적인 실시예에서, CTRL0(4515)에 대한 FCS(4830)는 할당 엘리먼트들이 CTRL0 세그먼트에 포함되지 않을지라도 포함된다.
여기에서 상세히 기술되는 바와같이, AP는 SCHED 프레임에서 AP-STA, STA-AP 및 STA-STA 전송을 위한 할당들을 전송한다. 다른 STA들에 대한 할당 엘리먼트들은 그것의 전송들의 PLCP 헤더의 SCHED 레이트 필드의 STA에 의하여 지시된 CTRLJ 세그먼트로 전송된다. CTRL0 내지 CTRL3는 감소하는 견고성에 대응한다는 것에 유의해야 한다. 각각의 STA는 SCHED PPDU의 PLCP 헤더를 디코딩하기 시작한다. 신호 필드는 SCHED PPDU에서 CTRL0, CTRL1, CTRL2 및 CTRL3 세그먼트들의 존재 및 길이를 지시한다. STA 수신기는 MAC 헤더 및 CTRL0 세그먼트를 디코딩하고 FCS까지 각각의 할당 엘리먼트를 디코딩하기 시작하며, CTRL1, CTRL2, 및 CTRL3를 계속해서 디코딩하여 FCS를 검증할 수 없는 CTRLJ에서 중지된다.
제 1 타입들의 할당 엘리먼트는 테이블 3에 도시된 바와같이 정의된다. 할당 엘리먼트의 수는 각각의 CTRLJ 세그먼트내에 패킹될 수 있다. 각각의 할당 엘리먼트는 송신 STA 액세스 ID(AID), 수신 STA AID, 스케줄링된 TXOP의 시작 시간 및 스케줄링된 TXOP의 최대 허용 길이를 지정한다.
테이블 3. 할당 엘리먼트 타입
| 타입(3비트) | 할당 엘리먼트 타입 | 필드들(비트단위 길이) | 전체 길이(비트) |
| 000 | 심플렉스 AP-STA | 프리앰블 존재 (1) AID (16) 시작 오프셋 (10) TXOP 기간 (10) | 40 |
| 001 | 심플렉스 STA-SP | AID (16) 시작 오프셋 (10) TXOP 기간 (10) | 39 |
| 010 | 듀플렉스 AP-STA | 프리앰블 존재 (1) AID (16) AP 시작 오프셋 (10) AP TXOP 기간 (10) STA 시작 오프셋 (10) STA TXOP 기간 (10) | 60 |
| 011 | 심플렉스 STA-STA | 전송 AID (16) 수신 AID (16) 시작 오프셋 (10) 최대 PPDU 크기 (10) | 55 |
| 100 | 듀플렉스 STA-STA | AID 1 (16) AID 2 (16) STA 1 시작 오프셋 (10) STA 1 최대 PPDU 크기 (10) STA 2 시작 오프셋 (10) STA 2 최대 PPDU 크기 (10) | 75 |
프리앰블은 AP로부터의 연속 전송에서 제거될 수 있다. 프리앰블 존재 비트는 AP가 스케줄링된 AP 전송동안 프리앰블을 전송하지 않는 경우에 0으로 세팅된다. 프리앰블 제거의 예시적인 장점은 AP가 낮은 대역폭, 많은 VoIP(Voice over IP) 흐름들을 가진 BSS에서와 같이 여러 STA들에 대한 낮은 대기시간 흐름들을 가질때이다. 따라서, SCHED 프레임은 AP로부터 여러 수신 STA들로의 전송들의 집합(즉, 앞서 기술된 PPDU 집합)을 허용한다. 앞서 정의된 프레임 집합은 하나의 수신 STA에 대한 프레임들의 집합을 허용한다.
시작 오프셋 필드는 SCHED 메시지 프리앰블의 시작 시간으로부터 4μs의 배수이다. AID는 할당된 STA(들)의 액세스 ID이다.
스케줄링된 STA-STA 전송들을 제외하고 모든 할당 엘리먼트 타입들에 대하여, TXOP 기간 필드는 4μs의 배수로 스케줄링된 TXOP의 최대 허용된 길이이다. 전송된 PPDU의 실제 PPDU 크기는 PPDU의 신호1 필드(이하에서 상세히 기술됨)에서 지시된다.
스케줄링된 STA-STA 전송들(할당 엘리먼트 타입들 011 및 100)동안, 최대 PPDU 크기 필드는 4μs의 배수에서 스케일링된 TXOP의 최대 허용된 길이이다. 예시적인 실시예에서, 스케줄링된 STA-STA 전송들동안, TXOP는 단지 하나의 PPDU를 포함한다. 수신 STA는 PPDU에서 OFDM 심볼들의 수를 결정하기 위하여 할당 엘리먼트에서 지시된 최대 PPDU를 사용한다. 만일 STA-STA 흐름이 표준 가드 간격(GI)을 가진 OFDM 심볼들을 사용하면, 수신 STA는 스케줄링된 TXOP의 PPDU 크기를 할당 엘리먼트에서 지시된 최대 PPDU 크기로 세팅한다. 만일 STA-STA 흐름이 단축된 GI를 가진 OFDM 심볼들을 사용하면, 수신 STA는 10/9의 인자 정도 최대 PPDU 크기 필드를 스케일링 업하고 라운딩 다운함으로서 PPDU 크기를 결정한다. 송신 STA는 할당된 최대 PPDU 크기보다 짧은 PPDU를 전송할 수 있다. PPDU 크기는 집합 MAC 프레 임의 길이를 수신기에 제공하지 않는다. 캡슐화된 프레임들의 길이는 각각의 MAC 프레임의 집합 헤더에 포함된다.
할당 엘리먼트들에 송신 및 수신 STA을 포함시키면, SCAP동안 전송 또는 수신하도록 스케줄링되지 않은 STA들에서 전력이 절약되도록 한다. 앞서 도입된 SCHED 카운트 필드를 상기하라. SCHED 메시지에 의하여 스케줄링된 각각의 할당은 송신 STA, AID, 수신 STA AID, 스케줄링된 TXOP의 시작 시간, 및 스케줄링된 TXOP의 최대 허용 길이를 지정한다. SCHED 카운트는 각각의 SCHED 전송시에 증가되며 각각의 표지 전송시에 리셋된다. STA들은 AP에 전력 절약 동작을 지시할 수 있으며, 이에 따라 그들이 AP에 의하여 TXOP들을 전송 또는 수신하도록 할당 및 스케줄링되는 특정 SCHED 카운트 값들을 제공한다. 그 다음에, STA들은 단지 적정 SCHED 카운트를 가진 SCHED를 수신하도록 주기적으로 활성화될 수 있다.
PPDU
포맷들
도 49는 PLCP 프리앰블(4975)(12 OFSM 심볼들), PLCP 헤더(4910), 가변 길이 PSDU(4945), 6비트 테일(4950) 및 가변 길이 패드(4955)를 포함하는 레가시 802.11 PPDU(4970)을 도시한다. PPDU(4970)의 부분(4960)은 레이트 = 1/2에서 BPSK를 사용하여 전송된 신호 필드(1 OFDM 심볼) 및 신호(4980)에서 지시된 변조 포맷 및 레이트로 전송된 가변 길이 데이터 필드(4985)를 포함한다. PLCP 헤더(4910)는 신호(4980) 및 16비트 서비스 필드(4940)(데이터(4985)에 포함되고 그것의 포맷에 따라 전송됨)를 포함한다. 신호 필드(4980)는 레이트(4915)(4비트), 예비 필드(4920)(1비트), 길이(4925)(12비트), 패리티 비트(4930) 및 테일(4935)(6비트)를 포함한다.
예시적인 PLCP 헤더(이하에서 상세히 기술됨)의 확장된 신호 필드들(이하에서 상세히 기술됨)은 레가시 802.11의 신호 필드(4980)과 역방향 호환가능하다. 레가시 신호 필드(4980)에서 레이트 필드(4915)의 미사용 값들은 새로운 PPDU 타입들(도시안됨)을 정의하도록 세팅된다.
여러 새로운 PPDU 타입들이 도입된다. 레가시 STA들과의 역방향 호환성을 위하여, PLCP 헤더의 신호 필드의 레이트 필드는 레이트/타입 필드로 수정된다. 레이트의 미사용 값들은 PPDU 타입으로서 지정된다. PPDU 타입은 신호 필드 확장 지정 신호2의 존재 및 길이를 지시한다. 레이트/타입 필드의 새로운 값들은 테이블4에 정의된다. 레이트/타입 필드의 이들 값들은 레가시 STA들을 위하여 정의되지 않는다. 따라서, 레가시 STA들은 신호1 필드를 성공적으로 디코딩하고 레이트 필드에서 미정의 값을 검색한후에 PPDU의 디코딩을 포기한다.
선택적으로, 레가시 신호 필드의 예비 비트는 새로운 클래스 STA에 대한 MIMO OFDM 전송을 지시하기 위하여 '1'로 세팅될 수 있다. 수신 STA들은 예비 비트를 무시하고 신호 필드 및 나머지 전송의 디코딩을 계속해서 시도할 수 있다.
수신기는 PPDU 타입에 기초하여 신호2 필드의 길이를 결정할 수 있다. FRACH PPDU는 SCAP의 지정된 부분에서만 발생하며 AP에 의해서만 디코딩될 필요가 있다.
테이블 4. MIMO PPDU 타입들
| 레이트/타입(4비트) | MIMO PPDU | 신호2 필드 길이(OFDM 심볼들) |
| 0000 | MIMO BSS IBSS 또는 MIMO AP 전송(SCHED PPDU 제외) | 1 |
| 0010 | MIMO BSS SCHED PPDU | 1 |
| 0100 | MIMO BSS FRACH PPDU | 2 |
도 50은 데이터 전송들에 대한 MIMO PPDU 포맷(5000)을 도시한다. PPDU(5000)은 PPDU 타입 0000으로서 언급된다. PPDU(5000)은 PLCP 프리앰블(5010), 신호1(5020)(1 OFDM 심볼), 신호 2(5040(1 OFDM 심볼), 트레이닝 심볼들(506)(0,2,3 또는 4 심볼들) 및 가변 길이 데이터 필드(5080)를 포함한다. PLCP 프리앰블(5010)은 존재할때 예시적인 실시예에서 16 μs이다. 신호 1(5020) 및 신호 2(5040)는 PPDU 제어 세그먼트 레이트 및 변조 포맷을 사용하여 전송된다. 데이터(5080)는 서비스(5082)(16비트), 피드백(5080)(16 비트), 가변 길이 PSDU(5086), 테일(5088)(스트림당 6 비트)를 포함하며, 개별 컨볼루션 채널 코드는 각각의 스트림 및 가변 길이 패드(5090)에 적용된다. 데이터(5080)는 PPDU 데이터 세그먼트 레이트 및 변조 포맷을 사용하여 전송된다.
PPDU 타입 0000에 대한 MIMO PLCP 헤더는 신호(신호1 5020 및 신호2 5040 포함), 서비스(5082) 및 피드백(5084) 필드들을 포함한다. 서비스 필드는 레가시 802.11으로부터 변화되지 않으며 데이터 세그먼트 레이트 및 포맷을 사용하여 전송된다.
피드백 필드(5084)는 데이터 세그먼트 레이트 및 포맷을 사용하여 전송된다. 피드백 필드는 ES 필드(1 비트), 데이터 레이트 벡터 피드백(DRVF) 필드(13 비트) 및 전력 제어 필드(2 비트)를 포함한다.
ES 필드는 바람직한 조정 방법을 지시한다. 예시적인 실시예에서, 고유벡터 조정(ES) 필드는 ES가 세팅될때 선택되며, 공간 확산(SS)은 다른 방식으로 선택된다.
데이터 레이트 벡터 피드백(DRVF) 필드는 최대 4개의 공간 모드들의 각 모드에서 지속가능한 레이트에 관한 피어 국에 피드백을 제공한다.
명시적 레이트 피드백은 국들이 그들의 전송 레이트를 빠르고 정확하게 최대로 하도록 하며, 이 결과 시스템의 효율성이 현저히 개선된다. 낮은 대기시간 피드백이 바람직하다. 그러나, 피드백 기회들은 동시일 일어날 필요가 없다. 전송 기회들은 경합 기반(즉, EDCA), 폴링된(즉, HCF) 또는 스케줄링된(즉, ACF)와 같은 임의의 방식으로 획득될 수 있다. 따라서, 가변 시간량은 전송 기회들 및 레이트 피드백사이에서 변화할 수 있다. 레이트 피드백의 사용기간에 기초하여, 송신기는 전송 레이트를 결정하기 위하여 백-오프를 적용할 수 있다.
STA A로부터 STA B로 전송하기 위한 PPDU 데이터 세그먼트 레이트 적응은 STA B에 의하여 STA A에 제공된 피드백에 의존한다(초기에 기술되었으며, 예컨대 도 24를 참조하라). ES 또는 SS 동작 모드동안, 각각의 시간 STA B는 STA A로부터 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들을 수신하며, 이는 각각의 공간 스트림상에서 실현될 수 있는 데이터 레이트들을 추정한다. STA B로부터 STA A로의 임의의 다음 전송시에, STA B는 피드백(5084)의 DRVF 필드에서의 상기 추정을 포함한다. DRVF 필드는 데이터 세그먼트(5080) 레이트로 전송된다.
STA B로 전송할때, STA A는 STA B로부터 수신되는 DRVF에 기초하여 어느 전 송 레이트들이 사용되는지를 결정하며, 여기서 선택된 백-오프는 지연을 고려해야 한다. 신호 필드(이하에 상세히 기술됨)는 수신 STA B가 STA A로부터 전송된 프레임을 디코딩하도록 하는 13-비트 DRV 필드(5046)를 포함한다. DRV(5046)는 제어 세그먼트 레이트로 전송된다.
DRVF 필드는 STR 필드(4비트), R2 필드(3비트), RF 필드(3 비트) 및 R4 필드(3 비트)를 포함하도록 인코딩된다. STR 필드는 스트림 1에 대한 레이트를 지시한다. 이러한 필드는 테이블 5에 기술된 STR 값으로 코딩된다. R2는 스트림 1에 대한 STR 값 및 스트림 2에 대한 STR 값간의 차이를 지시한다. "111"의 R2 값은 스트림 2가 오프되었다는 것을 지시한다. R3는 스트림 2에 대한 STR 값 및 스트림 3에 대한 STR 값간의 차이를 지시한다. "111"에 대한 R3는 스트림 3가 오프되었다는 것을 지시한다. 만일 R="111"이면, R3는 "111"로 세팅된다. R4는 스트림 3에 대한 STR 값 및 스트림 4에 대한 STR 값간의 차이를 지시한다. "111"의 R4는 스트림 4가 오프되었다는 것을 지시한다. 만일 R3="111"이면, R4는 "111"로 세팅된다.
ES=0, 즉 공간 확산일때, DRVF에 대한 대안 인코딩은 다음과 같으며, 즉 스트림들의 수(2비트), 스트림당 레이트(4비트)이다. 스트림 필드당 레이트는 앞의STR 값으로 코딩된다. 나머지 7 비트는 예약된다.
테이블 5.
STR
인코딩
DRVF 외에, STA B는 송신 STA A에 전력 제어 피드백을 제공한다. 이러한 피드백은 전력 제어 필드에 포함되며 또한 데이터 세그먼트 레이트로 전송된다. 이러한 필드는 2비트들이며, 전력을 증가시키거나 또는 감소시키는 것 또는 전력레벨을 일정하게 유지하는 것을 지시한다. 결과적인 전송 전력 레벨은 데이터 세그먼트 전송 전력레벨을 지시한다.
예시적인 전력 제어 필드값들이 테이블 6에 기술된다. 대안 실시예들은 다양한 크기들을 가지고 또한 대안 전력 조절값들을 가진 전력 제어 필드들을 전개할 수 있다.
테이블 6. 전력 제어 필드값들
| 전력 제어 필드 | 의미 |
| 00 | 무변화 |
| 01 | 1dB 정도 전력 증가 |
| 10 | 1dB 정도 전력 감소 |
| 11 | 예비 |
전송 전력 레벨은 전체 PPDU에 대하여 일정하에 유지된다. 데이터 세그먼트 전송 전력 레벨 및 개방 루프 STA 전송 전력(즉, 이하에서 상세히 설명되는 바와같이, 전송을 디코딩하기 위하여 AP에 대하여 요구되는 전력 레벨)이 다를때, PPDU는 두개의 전력 레벨들의 최대로 전송된다. 즉, PPDU 전송 전력 레벨은 개방 루프 STA 전송전력(dBm) 및 데이터 세그먼트 전송 전력(dBm)의 최대이다.
예시적인 실시예에서, 전력 제어 필드는 임의의 프레임 교환 시퀀스의 제 1 프레임에서 "00"으로 세팅된다. 다음 프레임들에서, 전력 제어 필드는 1dB 스텝들에서 전력의 증가 또는 감소를 지시한다. 수신 STA는 STA로의 모든 다음 프레임 전송들에서 상기 피드백 정보를 사용할 것이다.
신호1(5020)는 레이트/타입 필드(5022)(4비트), 1 예비 비트(5024), PPDU 크기/요구(5026)(12비트), 패리티 비트(5028) 및 6비트 테일(5030)을 포함한다. 신호1 필드(5020)는 제어 세그먼트 레이트 및 포맷(본 실시예에서는 6Mbit/s)을 사용하여 전송된다. 레이트/타입 필드(5022)는 0000으로 세팅된다. 예비 비트(5024)는 0으로 세팅될 수 있다.
PPDU 크기/요구 필드(5026)는 전송 모드에 따라 두개의 기능들을 서비스한다. 경합 기반 STA 전송 및 모든 AP 전송들에서, 이러한 필드는 PPDU 크기를 지시한다. 이러한 제 1 모드에서, 비트 1은 PPDU가 확장된 OFDM 심볼들을 사용한다는 것을 지시하며, 비트 2는 PPDU가 단축된 GI를 가진 OFDM 심볼을 사용한다는 것을 지시하며, 비트들 3-12는 OFDM 심볼들의 수를 지시한다.
스케줄링된 비-AP STA 전송들에서, PPDU 크기/요구 필드(5026)는 요구를 지 시한다. 이러한 제 2 모드에서, 비트들 1-2는 SCHED 레이트를 지시한다. SCHED 레이트는 STA에 할당을 전송하기 위하여 사용될 수 있는 가장 높게 번호가 부여된 SCHED(0, 1, 2, 또는 3) 필드를 지시한다. AP로부터의 트레이닝 심볼 전송들동안, 각각의 비-AP STA는 그것이 AP로부터 SCHED 프레임 전송들을 강하게 수신할 수 있는 레이트를 추정한다. STA로부터의 다음으로 스케줄링된 전송들에서, 이러한 최대 허용가능 레이트는 SCHED 레이트 필드에 포함된다. 이러한 필드는 AP에 의하여 디코딩된다. AP는 STA에 대한 다음 TXOP들을 스케줄링하고 STA 상기 할당들을 발행하는 STRLJ(0, 1, 2 또는 3)을 결정하기 위하여 상기 정보를 사용한다.
제 2모드에서, 비트들 3-4는 TC 0 또는 1(즉, 0%, 33%, 67%, 100%)에 관한 요구의 부분(제 3부분들)을 식별하는 QoS 필드를 지시한다. 비트들 5-12은 TXOP의 요구된 길이(예시적인 실시예에서 16μs의 배수)를 지시한다.
신호1 필드(5020)는 1 패리티 비트(5028)에 의하여 검사되며 컨벌루션 인코더에 대한 6 비트 테일(5030)과 함께 종료된다.
신호2 필드(5040)의 존재 및 길이는 신호(5020)의 레이트/타입 필드(5022)에 의하여 지시된다. 신호2 필드(5040)는 제어 세그먼트 레이트 및 포맷을 사용하여 전송된다. 신호2(5040)는 예비 비트(5042), 트레이닝 타입(5044)(3비트), 데이터 레이트 벡터(DRV)(5046)(13 비트), 패리티 비트(5048) 및 테일(5050)(6 비트)을 포함한다. 3비트 트레이닝 비트 필드는 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들의 길이 및 포맷을 지시한다. 비트 1-2는 MIMO OFDM 트레이닝 심볼들(5060)의 수(0, 2, 3, 또는 4 OFDM 심볼들)을 지시한다. 비트 3는 트레이닝 타입 필드이며, 즉 0은 SS를 지시하 며, 1은 ES를 지시한다. DRV(5046)는 DRVF(앞서 상세히 기술된 바와같이 피드백(5084)에 포함됨)과 동일한 방식으로 인코딩된다. 신호2 필드(5040)는 1 패리티 비트(5048)에 의하여 검사되며 콘벌루션 인코더를 위하여 6비트 테일(5050)과 함께 종료된다.
도 51은 SCHED PPDU(5100)(레이트/비트=0010)을 도시한다. SCHED PPDU(5100)는 PLCP 프리앰블(5110), 신호 1(5120)(1 OFDM 심볼), 신호 2(5140(1 OFDM 심볼), 트레이닝 심볼들(5160)(0, 2, 3, 또는 4 심볼들), 및 가변 길이 SCHED 프레임(5180)을 포함한다. PLCP 프리앰블(5010)은 존재할때 예시적인 실시예에서 16μs이다. 신호1(5020) 및 신호2(5040)는 PPDU 제어 세그먼트 레이트 및 변조 포맷을 사용하여 전송된다. SCHED 프레임(5180)은 ACF 설명과 관련하여 앞서 기술된 다양한 레이트들을 포함할 수 있다.
신호1(5120)는 레이트/타입(5122)(4 비트), 예비 비트(5124), CTRL0 크기(5126)(6비트), CTRL1 크기(5128)(6비트), 패리티 비트(5130) 및 테일(5132)(65비트)를 포함한다. 레이트/타입(5122)은 0010으로 세팅된다. 예비 비트(5124)는 0으로 세팅될 수 있다. CTRL0 크기(5126)는 가장 낮은 레이트(본 실시예에서는 6Mbps)로 전송된 SCHED PPDU의 세그먼트의 길이를 지시한다. 이러한 세그먼트는 PLCP 헤더, MAC 헤더 및 CTRL0 세그먼트(5126)를 포함한다. 이 값은 본 예에서 4μs의 배수로 인코딩된다. CTRL1 크기(5128)는 다음으로 높은 레이트(본 예에서는 12 Mbps)로 전송된 SCHED PPDU의 세그먼트의 길이를 지시한다. 이 값은 본 예에서 4μs의 배수로 인코딩된다. '0'의 CTRL1 크기는 대응 CTRL1 세그먼트가 SCHED PPDU에 존재하지 않는다는 것을 지시한다. 신호1 필드(5120)는 1 패리티 비트(5130)에 의하여 검사되며, 컨벌루션 인코더를 위하여 6비트 테일(5132)과 함께 종료된다.
신호2(5140)는 예비 비트(5142), 트레이닝 타입(5144)(3비트), CTRL2 크기(5146)(5비트), CTRL3 크기(5148), FCS(5150)(4비트), 및 테일(5152)(6비트)을 포함한다. 예비 비트(5142)는 0으로 세팅될 수 있다. 트레이닝 타입(5144)은 PPDU 타입 0000(트레이닝 타입(5044))에 대하여 특정된다.
CTRL2 크기(5146)는 다음으로 높은 레이트(본 예에서는 18Mbps)로 전송된 SCHED PPDU의 세그먼트의 길이를 지시한다. 값은 본 예에서 4μs의 배수로 인코딩된다. '0'의 CTRL2 크기는 대응하는 CTRL2 세그먼트가 SCHED PPDU에 존재하지 않는다는 것을 지시한다. CTRL3 크기(5148)는 가장 높은 레이트(본 예에서는 24Mbps)로 전송된 SCHED PPDU의 세그먼트의 길이를 지시한다. 이 값은 본 예에서 44μs의 배수로 인코딩된다. '0'의 CTRL2 크기는 대응 CTRL3 세그먼트가 SCHED PPDU에 존재하지 않는다는 것을 지시한다.
FCS(5150)는 전체 신호1 및 신호2 필드들에 대하여 계산된다. 신호2 필드(5152)는 컨벌루션 인코더를 위하여 6비트 테일(5152)과 함께 종료된다.
도 52는 FRACH PPDU(5200)(레이트/타입=0100)을 도시한다. FRACH PPDU(5200)는 PLCP 프리앰블(5210), 신호1(5220)(1 OFDM 심볼) 및 신호2(5240)(2 OFDM 심볼들)을 포함한다. PLCP 프리앰블(5210)은 존재할때 예시적인 실시예에서 164μs이다. 신호1(5220) 및 신호2(5240)는 PPDU 제어 세그먼트 레이트 및 변조 포맷을 사용하여 전송된다. FRACH PPDU(5200)는 MIMO 스케줄링된 액세스 주기내에서 FRACH 주기동안 STA에 의하여 전송된다. FRACH 주기는 AP에 의하여 형성되고 이에 따라 AP에게 알려진다(앞서 상세히 설명됨).
신호1(5220)는 레이트/타입(5222)(4비트), 예비 비트(5224), 요구(5226)(12비트), 패리티 비트(5228), 및 테일(5230)(6비트)를 포함한다. 레이트/타입(5222)은 0100으로 세팅된다. 예비 비트(5124)는 0으로 세팅된다. 요구 필드(5220)는 앞서 상세히 설명된 바와같이 PPDU 타입 0000(5000)에 대하여 특정된다. 신호1 필드(5220)는 1 패리트 비트(5228)에 의하여 검사되고 컨벌루션 인코더를 위하여 6비트 테일(5230)과 함께 종료된다.
신호2(5240)는 예비 비트(5242), 소스 AID(5244)(16비트), 목적지 AID(5246)(16 비트), FCS(5248)(4비트), 및 테일(5250(6비트)을 포함한다. 예비 비트(5246)는 0으로 세팅될 수 있다. 소스 AID(5244)는 FRACH를 통해 전송하는 STA를 식별한다. 목적지 AID(5246)는 TXOP가 요구되는 목적지 STA를 식별한다. 예시적인 실시예에서, 목적지가 AP인 경우에, 목적지 AID 필드(5246)의 값은 2048로 세팅된다. 4 비트 FCS(5248)는 전체 신호1 및 신호2 필드들에 대하여 계산된다. 6비트 테일(5250)은 컨벌루션 인코딩전에 더해진다.
예시적인 실시예에서, STA들은 채널을 액세스하기 위하여 슬롯된 알로하를 사용할 수 있으며 FRACH로 요구 메시지를 전송한다. 만일 AP에 의하여 성공적으로 수신되면, AP는 다음으로 스케줄링된 액세스 주기에서 스케줄링된 TXOP를 요구 STA에 제공한다. 현재 스케줄링된 액세스 주기에 대한 FRACH 슬롯들의 수는 SCHED 메 시지, 즉 N_FRACH로 지시된다.
STA는 가변 B_FRACH를 유지할 수 있다. FRACH를 통한 전송후에, 만일 STA가 AP로부터 TXOP를 수신하면, STA는 B_FRACH를 리셋한다. 만일 STA가 미리 결정된 수내에서 TXOP 할당을 수신하지 않으면, AP로부터의 SCHED 전송들의 FRACH 응답은 최대 7값까지 1씩 증가된다. 파라미터 FRACH 응답은 표지의 ACF 엘리먼트에 포함된다. 임의의 FRACH동안, STA는 확률(N_FRACH)-1*2-B_ FRACH를 가진 FRACH 슬롯을 선택한다.
만일 FRACH 주기가 AP에 의하여 스케줄링되지 않으면, MIMO STA들은 EDCA 규칙들을 사용하여 SCAP중 보호된 경합 주기동안 경합될 수 있다.
당업자는 정보 및 신호가 다양한 다른 기술들중 일부를 사용하여 표현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 앞의 상세한 설명 전반에 걸쳐 참조될 수 있는 데이터, 지시어, 명령어, 정보, 신호, 비트, 심볼 및 칩은 전압, 전류, 전자기 파, 자계 또는 자기입자, 광계 또는 광입자, 또는 이들의 임의의 결합에 의해 표현될 수 있다.
당업자들은 여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 결합으로 구현될 수 있다는 것을 인식해야 한다. 이러한 하드웨어 및 소프트웨어의 상호 호환성을 명확하게 기술하기 위하여, 다양한 예시적인 소자, 블록, 모듈, 회로, 및 단계는 그들의 기능들과 관련하여 앞서 기술되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현되는지 또는 소프트웨어로 구현되는지의 여부는 전체 시스템상에 부여된 특정 응용 및 설계 제약들에 따른다. 당업자는 각각의 특정 응용에 대하여 가변 방식으로 기술된 기능을 구현할 수 있으나 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 해석되어야 한다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그램가능 논리 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 논리장치, 개별 하드웨어 소자, 또는 여기에 기술된 기능들을 수행하도록 설계된 임의의 결합에 의해 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로 프로세서일 수 있으나, 대안적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로 제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 계산장치들의 결합, 예컨대 DSP와 마이크로프로세서의 결합, 다수의 마이크로 프로세서들의 결합, DSP 코어와 관련된 하나 이상의 마이크로프로세서들의 결합, 또는 임의의 다른 구성들로서 구현될 수 있다.
여기에 기술된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈, 또는 이들의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 형태의 저장 매체에 상주할 수 있다. 예시적 저장 매체는 프로세서에 접속되며, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독하고 저장 매체에 정보를 기록할 수 있다. 대안으로써, 저장 매체는 프로세서와 통합될 수 있다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC에 배치될 수 있다. ASIC는 MS와 같은 사용자 단말에 배치될 수 있거나 또는 BS에 배치될 수 있다. 대안으로써, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말에서 개별 소자로서 배치될 수 있다.
다양한 섹션들의 위치를 결정할때 참조되는 제목들이 여기에 포함된다. 이들 제목들은 그와 관련하여 기술된 개념들의 범위를 제한하지 않는다. 이러한 개념들은 명세서 전반에 걸쳐 응용가능할 수 있다.
기술된 실시예들의 이전 설명은 당업자로 하여금 본 발명을 실시 및 이용할 수 있도록 하기 위하여 제공된다. 이들 실시예에 대한 다양한 수정들은 당업자들에게 자명할 것이고, 여기에서 한정된 일반적 원리들은 본 발명의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 기술된 실시예들에 제한되지 않으며 여기에 기술된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 가장 넓은 범위를 따를 것이다.
Claims (34)
- 통합 폴(poll); 및상기 통합 폴에 따라 전송되는 하나 이상의 프레임들을 포함하는, 데이터 전송 구조물.
- 파일럿;통합 폴; 및상기 통합 폴에 따른 원격국 프레임들에 대한 제로(zero) 또는 그 이상의 액세스 포인트를 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 2항에 있어서, 상기 통합 폴에 따른 액세스 포인트 프레임들에 대한 제로 또는 그 이상의 원격국을 더 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 2항에 있어서, 상기 통합 폴에 따른 원격국 프레임들에 대한 제로 또는 그 이상의 원격국을 더 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 2항에 있어서, 상기 통합 폴에 따른 제로 또는 그 이상의 랜덤 액세스 세그먼트들을 더 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 수신 및 송신을 위한 공유 매체와 함께 동작가능한 장치로서,다수의 프레임들을 전송하는 송신기를 포함하며, 상기 각각의 프레임은 실질적으로 감소된 프레임간 공간과 함께 순차적으로 전송되는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 상기 송신기는 하나 이상의 이전에 전송된 프레임들에 대응하는 블록 확인응답 요구를 전송하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 각각의 프레임은 프리앰블을 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 상기 송신기는 상기 다수의 프레임들전에 프리앰블을 전송하며, 상기 다수의 프레임은 프레임간 프리앰블없이 전송되는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 상기 프레임간 공간은 대략 10 마이크로초 이하의 갭들을 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 상기 프레임간 공간은 대략 0 내지 800나노초의 갭들을 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 상기 프레임간 공간은 두개의 원격국들간의 전송 시간 지터의 함수로서 계산되는 갭들을 포함하는, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 제 1 프레임 및 제 2 프레임사이의 상기 프레임간 공간은 상기 제 1 및 제 2 프레임들에 대한 소스 송신기들이 동일한 송신기일때 제 1 기간의 갭을 포함하며, 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2프레임사이의 프레임간 공간은 제 1 프레임의 소스 송신기가 제 2프레임의 소스 송신기가 아닐때 제 2 기간의 갭을 포함하며, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간보다 긴, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 제 6항에 있어서, 제 1 프레임 및 제 2 프레임사이의 상기 프레임간 공간은 상기 제 1 프레임에 대한 전력 제어 세팅이 상기 제 2 프레임에 대한 전력 제어 세팅과 동일할때 제 1 기간의 갭을 포함하며, 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2프레임간의 프레임간 공간은 제 1 프레임에 대한 전력 제어 세팅이 상기 제 2 프레임에 대한 전력 제어 세팅과 동일하지 않을때 제 2 기간의 갭을 포함하며, 상기 제 2 기간은 상기 제 1 기간보다 긴, 시분할 다중화(TDD) 데이터 전송 구조물.
- 수신 및 송신을 위한 공유 매체와 함께 동작가능한 무선 통신 시스템으로서,제 1 기지국; 및데이터의 시퀀스 프레임들을 상기 제 1국에 전송하는 제 2국을 포함하며, 상기 프레임들중 제 1 프레임들은 프레임간 공간없이 전송되며, 상기 프레임들중 제 2 프레임들은 감소된 프레임간 공간을 가지고 전송되는, 무선통신시스템.
- 하나 이상의 원격국들에 의하여 수신 및 송신하기 위한 공유 매체를 통해 데이터를 송신하고 수신하는 장치로서,각각이 전송을 위한 데이터의 지시자를 포함하는 하나 이상의 메시지들을 하나 이상의 원격국들로부터 각각 수신하는 수신기; 및상기 하나 이상의 원격국들에 대한 전송 시간 및 전송 기간을 지시하는 통합 폴을 공유 매체를 통해 전송하는 송신기를 포함하며, 상기 통합 폴은 상기 수신된 하나 이상의 메시지들중 하나 이상의 메시지에 응답하여 생성되는, 데이터 송신 및 수신 장치.
- 통합 폴을 수신하는 수신기;상기 통합 폴에 따라 전송 기회를 결정하는 프로세서; 및상기 전송 기회동안 전송하는 송신기를 포함하는, 장치.
- 파일럿을 전송하는 수단;통합 폴을 전송하는 수단; 및상기 통합 폴에 따라 하나 이상의 프레임들을 전송하는 수단을 포함하는, 장치.
- 파일럿을 전송하는 단계;통합 폴을 전송하는 단계; 및상기 통합 폴에 따라 하나 이상의 프레임들을 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 프레임들은 액세스 포인터로부터 상기 하나 이상의 원격국들에 각각 전송되는, 장치.
- 제 19항에 있어서, 상기 하나 이상의 프레임은 상기 하나 이상의 원격국으로부터 액세스 포인트에 각각 전송되는, 장치.
- 제 19항에 있어서, 하나 이상의 프레임들은 제 1 원격국으로부터 제 2 원격국으로 전송되는, 장치.
- 제 1국;제 2국;상기 제 1국으로부터 상기 제 2국으로 하나 이상의 프레임들을 전송하는 수 단을 포함하며, 상기 각각의 프레임들은 프레임간 공간없이 전송되는, 무선통신시스템.
- 제 1국으로부터 제 2국으로 하나 이상의 프레임들을 전송하는 단계를 수행하도록 동작가능하며, 상기 각각의 프레임은 프레임간 공간없이 전송되는, 컴퓨터 판독가능 매체.
- 제 1국으로부터 제 2국으로 하나 이상의 프레임들을 전송하는 단계를 포함하며, 상기 각각의 프레임은 프레임간 공간없이 전송되는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 제 2프레임을 전송하기 위한 전력 레벨이 상기 제 1프레임을 전송하기 위한 전력 레벨과 다를때 상기 제 1프레임 및 상기 제 2 프레임간의 프레임사이에 가드 공간을 삽입하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 제 1국으로부터 상기 제 3국으로 하나 이상의 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 각각의 프레임은 프레임간 공간없이 전송되는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 제 4국으로부터 하나 이상의 제 5국으로 하나 이상의 프레임들을 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 각각의 프레임들은 프레임간 간섭없 이 전송되는, 방법.
- 제 28항에 있어서, 프레임간 가드 공간은 상기 제 1국 및 상기 제 4국에 의하여 전송된 프레임들간에 삽입되는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 하나 이상의 전송된 프레임들에 응답하여 차단 확인응답을 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 상기 하나 이상의 프레임들을 전송하기전에 프리앰블을 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 프레임들은 대응하는 프리앰블없이 전송되는, 방법.
- 제 25항에 있어서, 통합 폴을 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 하나 이상의 프레임들은 상기 통합 폴에 따라 전송되는, 방법.
- 제 32항에 있어서, 상기 하나 이상의 프레임들은 상기 통합 폴 및 상기 하나 이상의 프레임들사이의 프레임간 공간없이 전송되는, 방법.
- 제 32항에 있어서, 상기 하나 이상의 프레임들은 상기 통합 폴 및 상기 하나 이상의 프레임들사이의 감소된 프레임간 공간을 가지고 전송되는, 방법.
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