KR20070047316A - A method and system for error differentiating in wireless networks - Google Patents

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KR20070047316A
KR20070047316A KR1020077004343A KR20077004343A KR20070047316A KR 20070047316 A KR20070047316 A KR 20070047316A KR 1020077004343 A KR1020077004343 A KR 1020077004343A KR 20077004343 A KR20077004343 A KR 20077004343A KR 20070047316 A KR20070047316 A KR 20070047316A
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패트릭 비네르트
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코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)에서의 모바일 스테이션의 송신 특성을 결정하는데 사용하기 위한 채널 상태에 의해 송신 에러가 야기되는지를 결정하는 방법 및 시스템이 제공된다. 이러한 방법 및 시스템은 송신된 프레임의 송신 타임 아웃 상태를 검출하는 단계와, 타임 아웃 상태와 연관된 송신 에러가 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 수신된 신호 세기(RSS)를 사용하는 채널 상태에 의해 야기되었는지를 결정하는 단계를 포함한다.A method and system are provided for determining if a transmission error is caused by a channel condition for use in determining a transmission characteristic of a mobile station in a wireless local area network (WLAN). Such a method and system includes detecting a transmission timeout state of a transmitted frame and a channel using a received signal strength (RSS) from a plurality of incoming frames for which a transmission error associated with the timeout state has been received by the mobile station. Determining whether it is caused by a condition.

Description

무선 네트워크에서 에러 구별 방법 및 시스템{A METHOD AND SYSTEM FOR ERROR DIFFERENTIATING IN WIRELESS NETWORKS}A METHOD AND SYSTEM FOR ERROR DIFFERENTIATING IN WIRELESS NETWORKS

본 발명은 통신 시스템에 관한 것이다. 특히 본 발명은 채널 상태에 기인한 에러와, IEEE 802.11 무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN: wireless local area network)와 같은 무선 네트워크에서 스테이션 특성을 더 정확하게 조정하기 위한 간섭 및 충돌로 인한 에러를 구별하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a communication system. In particular, the present invention provides a system for distinguishing errors due to channel conditions from errors due to interference and collisions to more accurately adjust station characteristics in wireless networks such as IEEE 802.11 wireless local area networks (WLANs); It is about a method.

IEEE 802.11 표준은 매체 접근 제어(MAC)와, 물리 층 유닛을 지원하기 위한 무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)에 관한 물리적 특성을 명시한다. IEEE 802.11 표준은, 본 명세서에 그 전문이 참조로 통합되어 있는, 1999년 판의 제목이 "정보 기술-원격통신 및 정보 교환 영역 네트워크(Information Technology-Telecommunications and information exchange area networks)"인 국제 표준 ISO/IEC 8802-11에서 정의되어 있다.The IEEE 802.11 standard specifies the physical characteristics of a medium access control (MAC) and a wireless local area network (WLAN) for supporting physical layer units. The IEEE 802.11 standard is an international standard ISO entitled "Information Technology-Telecommunications and information exchange area networks" entitled 1999 edition, which is hereby incorporated by reference in its entirety. / As defined in IEC 8802-11.

IEEE 802.11 물리 층(PHY)은, 상이한 변조 및 채널-코딩 구조에 기초한 복수의 송신 속도를 정의하여, 한 프레임의 송신기는 수신기와 특정 시각에서의 그 자체 사이의 무선 채널 상태에 기초한 다수의 속도 중 하나를 선택할 수 있다. 일반적으로, 송신 속도가 느릴수록, 송신은 더 믿을 수 있다.The IEEE 802.11 physical layer (PHY) defines a plurality of transmission rates based on different modulation and channel-coding schemes, such that a frame's transmitter is one of a number of rates based on radio channel conditions between the receiver and itself at a particular point in time. You can choose one. In general, the slower the transmission rate, the more reliable the transmission.

그러한 무선 시스템에서, 전파 및 간섭 환경은 스테이션 이동성, 시변 간섭 및 충돌과 같은 인자로 인해, 시간과 공간에 걸쳐 변한다. 그 결과, 모든 시나리오 하에서 최적일 수 있는 단일 PHY 모드(변조 및 코딩 구조)는 존재하지 않는다. 링크 적응(LA: Link adaptation) 알고리즘이 이러한 문제를 경감하기 위해 제안되었고, 이 경우 시스템의 효율은 현재의 링크 상태에 최적인 변조 구조를 적응시킴으로써 개선된다.In such a wireless system, the propagation and interference environment changes over time and space due to factors such as station mobility, time-varying interference and collisions. As a result, there is no single PHY mode (modulation and coding structure) that can be optimal under all scenarios. A link adaptation (LA) algorithm has been proposed to alleviate this problem, in which case the efficiency of the system is improved by adapting the modulation scheme that is optimal for the current link state.

특히, LA 알고리즘은 송신 스테이션이 링크 품질에 관한 표시기로서 액세스 포인트(AP)로부터 수신한 프레임으로부터 측정된 수신된 신호 세기(RSS: Received Signal Strength)를 사용함으로써, 송신 속도를 적응시킬 수 있게 한다. 간섭이나 다수 경로 페이딩(fading)으로 인한 SNR/SIR의 급격한 변동을 고려하지 않고, RSS는 SNR과 평균적으로 선형인 관계를 가진다고 가정된다. 그러므로, 거리의 함수로서 수신된 전력과 경로 손실 상태는 다음 송신을 위해 가장 적합한 매칭 PHY 모드를 추정하는 데 있어 매우 유용하다. 그러한 링크 적응 알고리즘은 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 공동 계류중인 미국 특허 출원 XXXXXXXX에 설명되고 있다.In particular, the LA algorithm allows the transmitting station to adapt the transmission rate by using the received signal strength (RSS) measured from the frame received from the access point (AP) as an indicator of link quality. RSS is assumed to have a linear relationship with the SNR on average, without taking into account the sudden fluctuations in SNR / SIR due to interference or multipath fading. Therefore, the received power and path loss conditions as a function of distance are very useful for estimating the best matched PHY mode for the next transmission. Such link adaptation algorithms are described in co-pending US patent application XXXXXXXX, which is incorporated herein by reference.

RSS에서의 변경은 스테이션과 AP 사이의 무선 링크에 있어서의 상태가 변경된다는 것을 표시하고, 스테이션과 AP 사이의 더 큰 거리 또는 더 높은 경로 손실로 인해 그에 따라 송신 속도를 적응시키는 것이 필수적일 수 있다. 하지만, 종래 기술의 LA 적응 알고리즘은 항상 그러한 에러가 낮은 RSS로 인한 것이라고 가정하고, 따라서 적응이 올바르지 않게 행해질 수 있다.The change in RSS indicates that the state in the wireless link between the station and the AP is changing, and it may be necessary to adapt the transmission rate accordingly due to the greater distance or higher path loss between the station and the AP. . However, the prior art LA adaptation algorithm always assumes that such error is due to low RSS, so the adaptation can be done incorrectly.

예컨대, 무선 라디오 채널에서 나타나는 에러의 또 다른 소스는, 수신 스테 이션에서의 간섭 잡음, 충돌 및 수신 스테이션에서의 다수 경로 페이딩이다. 마이크로웨이브와 같은 동일한 채널에 대한 다른 스테이션과 다른 송신 디바이스로 인한 간섭 행동은 거의 펄스 형태이고 일시적이다. LA 알고리즘은 간섭이나 충돌에 의해 야기된 송신 에러에 관해 그것의 속도를 적응시켜서는 안 되고, 이 경우 RSS 임계값을 변경해서는 안 된다. 따라서, 낮은 RSS(예컨대, 나쁜 채널 상태)로 인한 에러와 간섭으로 인한 에러를 구별할 필요성이 존재한다.For example, another source of error seen in wireless radio channels is interference noise at the receiving station, collisions and multipath fading at the receiving station. Interference behavior from other stations and other transmitting devices on the same channel, such as microwaves, is nearly pulsed and transient. The LA algorithm must not adapt its speed with respect to transmission errors caused by interference or collisions, in which case the RSS thresholds should not be changed. Thus, there is a need to distinguish between errors due to low RSS (e.g. bad channel conditions) and errors due to interference.

본 발명은 거리, 섀이딩(shading) 및 높은 경로 손실과 같은 나쁜 채널 상태로 인한 에러와, 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)과 같은 무선 네트워크에서의 스테이션 특성을 조정하기 위한 간섭 및 충돌로 인한 에러를 구별하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이후 이러한 정보는, 일어나는 에러의 유형과, 예컨대 전력 제어와 같은 애플리케이션이나 놓친 프레임에 관한 이유를 결정하는데 필요한 임의의 다른 애플리케이션을 위한 그것들의 상이한 취급을 결정하는데 사용된다.The present invention distinguishes errors due to bad channel conditions such as distance, shading and high path loss from errors due to interference and collisions to adjust station characteristics in wireless networks such as local area networks (WLANs). It relates to a system and a method. This information is then used to determine the type of error that occurs and their different handling for any other application needed to determine the reason for the application, such as power control or missed frames.

본 발명의 일 양상은, 송신 에러가 채널 상태에 의해 야기되는지를 결정하는 방법에 관한 것으로, 이는 이후 예컨대 복수의 송신 속도 중에서 모바일 스테이션의 송신 속도를 결정하는데 사용하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 방법은 다음 단계, 즉 송신된 프레임의 송신 타임 아웃 상태를 검출하는 단계와, 이러한 타임 아웃 상태와 연관된 송신 에러가 상기 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 수신된 신호 세기(RSS) 값을 사용하여 채널 상태에 의해 야기되었는지를 결정하는 단계를 포함한다.One aspect of the invention relates to a method of determining whether a transmission error is caused by a channel condition, which can then be used for use in determining the transmission speed of a mobile station, for example among a plurality of transmission rates. This method comprises the following steps: detecting a transmission timeout state of a transmitted frame, and receiving a signal strength (RSS) from a plurality of incoming frames in which a transmission error associated with this timeout state has been received by the mobile station. Using the value to determine if it is caused by a channel condition.

본 발명의 또 다른 양상은 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션에 관한 것으로, 이러한 스테이션은 들어오는 프레임을 복조하기 위한 수신기 회로, 그 안에 수신된 상기 들어오는 프레임의 수신된 신호 세기(RSS)를 측정하기 위한 전력 측정 회로 및 송신된 프레임의 송신 타임 아웃 상태를 결정하고, 그러한 타임 아웃 상태와 연관된 송신 에러가 상기 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 수신된 신호 세기(RSS) 값을 사용하여 채널 상태에 의해 야기되었는지를 결정하기 위해, 상기 전력 측정 회로에 결합된 프로세서를 포함한다.Another aspect of the invention relates to a mobile station for error discrimination between two mobile stations in a wireless network, the station comprising a receiver circuit for demodulating an incoming frame, the received signal strength of the incoming frame received therein. Power measurement circuitry for measuring (RSS) and a transmission timeout state of the transmitted frame, wherein transmission errors associated with the timeout state are received signal strength from a plurality of incoming frames received by the mobile station. And a processor coupled to the power measurement circuitry to determine if it is caused by a channel condition using an RSS) value.

본 발명의 전술한 및 다른 특징 및 장점은, 동일한 참조 문자가 여러 도면에 걸쳐 동일한 부분을 가리키는 첨부 도면에 예시된 것처럼 바람직한 실시예의 다음에 나오는 더 상세한 설명으로부터 분명해진다.The foregoing and other features and advantages of the present invention will become apparent from the following more detailed description of the preferred embodiments, as illustrated in the accompanying drawings in which like reference characters indicate like parts throughout the several views.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 무선 통신 시스템의 아키텍처를 예시하는 간략화된 블록도.1 is a simplified block diagram illustrating the architecture of a wireless communication system to which embodiments of the present invention are applied.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 특별한 기본 서비스 세트(BSS) 내의 액세스 포인트와 각 스테이션의 간략화된 회로도.2 is a simplified circuit diagram of each station and access point in a particular basic service set (BSS) in accordance with an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 속도를 조정하기 위해 사용된 송신 기준(reference)의 그래픽 표현을 도시하는 도면.FIG. 3 shows a graphical representation of transmission references used to adjust the transmission speed in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신 속도를 조정하기 위해, 나쁜 채널 상태로 인한 에러와 간섭 및 충돌에 의한 에러를 구별하는 동작 단계를 예시하는 흐름도.4 is a flow diagram illustrating operational steps for distinguishing between errors due to bad channel conditions and errors due to interference and collision, in order to adjust the transmission rate in accordance with one embodiment of the present invention.

이후 본 발명은 도 1의 시스템 블록도를 특별히 참조하여 설명되지만, 상세한 설명의 시작부에서, 본 발명에 따른 장치와 방법이 다른 인프라스트럭처(infrastructure)를 가지고 사용될 수 있고, 이 경우 한 스테이션은 무선 매체를 통해 또 다른 스테이션과 통신한다는 것이 이해되어야 한다.The invention is hereinafter described with particular reference to the system block diagram of FIG. 1, but at the beginning of the description, the apparatus and method according to the invention can be used with a different infrastructure, in which case one station is radio It should be understood that it communicates with another station via the medium.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 대표적인 네트워크를 예시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(AP) 2는 복수의 모바일 스테이션(STAi) 10에 결합되고, 이러한 모바일 스테이션을 무선 링크를 통해 서로 그리고 AP와 통신한다. 본 발명의 핵심 원리는, 수신기 성능과 채널 행동에 무관하게, 프레임 에러 확률은 수신기에서의 신호대 잡음비(SNR)와, 그것의 송신 속도 및 그것의 길이에 의존한다는 점이다. 평균적으로, 송신 STA는 STA를 수신함으로써 보내진 프레임으로부터 측정된 RSS를 추적함으로써 경로 손실과 채널 행동을 상대적으로 추정할 수 있다. 전형적인 IEEE 802.11 STA 구현예에서, RSS는 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜에 이용 가능하다는 점을 주목하라. 그러므로, 수신 STA가 모든 그것의 송신에 관해 고정된 송신 전력 레벨을 사용하는 한, RSS에서의 변경이 프레임의 다음 송신을 위한 송신 속도 기준을 생성 및 갱신하도록 메커니즘을 제공하기 위해 사용될 수 있어, 프레임이 바로 적절한(right) 송신 속도로 송신된다.1 illustrates an exemplary network to which an embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, an access point (AP) 2 is coupled to a plurality of mobile stations STA i 10 and communicates these mobile stations with each other and with the AP via a wireless link. The key principle of the present invention is that, regardless of receiver performance and channel behavior, the frame error probability depends on the signal-to-noise ratio (SNR) at the receiver, its transmission rate and its length. On average, the transmitting STA can relatively estimate the path loss and channel behavior by tracking the RSS measured from the frame sent by receiving the STA. Note that in a typical IEEE 802.11 STA implementation, RSS is available for the Media Access Control (MAC) protocol. Therefore, as long as the receiving STA uses a fixed transmit power level for all its transmissions, a change in RSS can be used to provide a mechanism to generate and update a transmission rate reference for the next transmission of the frame, This is transmitted at the right transmission rate.

도 2를 참조하면, 도 1의 WLAN 내의 AP와 각 STA는 도 2의 블록도에 예시되 는 아키텍처를 구비한 시스템을 포함할 수 있다. AP와 STA는 모두 수신기, 복조기(14), 전력 측정 회로(16), 메모리(18), 제어 프로세서(20), 타이머(22), 변조기(24) 및 송신기(26)를 포함할 수 있다. 비록 설명이 특별한 모바일 스테이션을 설명하는데 통상 사용된 용어를 참조할 수 있지만, 설명과 개념은 도 2에 도시된 것과 유사하지 않은 아키텍처를 가지는 시스템을 포함하는 다른 처리 시스템에도 동등하게 적용된다. 프로세서(20)는 마이크로프로세서, 중앙 처리 유닛, 컴퓨터, 회로 카드, 주문형 집적 회로(ASIC)를 나타낼 수 있다. 메모리(18)는 디스크 기반의 광학 또는 자기 저장 유닛, 전자 메모리 및 이들 및 다른 메모리 디바이스의 부분 또는 조합을 나타낼 수 있다. 하지만 다른 실시예에서는 하드웨어 회로가 본 발명을 구현하기 위한 소프트웨어 명령어들 대신 또는 소프트웨어 명령어들과 결합하여 사용될 수 있다.Referring to FIG. 2, the AP and each STA in the WLAN of FIG. 1 may include a system with the architecture illustrated in the block diagram of FIG. 2. Both the AP and the STA may include a receiver, a demodulator 14, a power measurement circuit 16, a memory 18, a control processor 20, a timer 22, a modulator 24, and a transmitter 26. Although the description may refer to terms commonly used to describe particular mobile stations, the description and concepts apply equally to other processing systems, including those having architectures that are not similar to those shown in FIG. The processor 20 may represent a microprocessor, a central processing unit, a computer, a circuit card, an application specific integrated circuit (ASIC). Memory 18 may represent a portion or combination of disk-based optical or magnetic storage units, electronic memory, and these and other memory devices. However, in other embodiments, hardware circuitry may be used in place of or in combination with software instructions for implementing the present invention.

동작시, 수신기(12)와 송신기(26)는 각각 복조기(14)와 변조기(24)를 거쳐, 수신된 신호를 대응하는 디지털 데이터로 변환하고, 원하는 데이터를 송신하기 위해 안테나(미도시)에 결합된다. 전력 측정 회로(16)는 수신된 프레임의 RSS를 검출하기 위해 프로세서(20)의 제어 하에 동작한다. 다른 스테이션에 관한 RSS가 추정되고 메모리(18)에 저장되며, 이러한 메모리(18)는 다음 검색을 위해 프로세서(20)에 결합된다. 동일한 BSS 내의 다른 스테이션에 관해 추정된 RSS는 갱신되고, 적절한 송신 속도를 선택하기 위해 사용되는 기준 테이블을 생성하기 위해 나중에 사용된다. 타이머(22)는 오래된 RSS 추정치를 제거하는데 사용되고, 이러한 오래된 RSS 추정치는 메모리(18)에 저장된다. 이러한 실시예에서, RSS는 그것이 WLAN STA들의 잠재적인 이동성뿐만 아니라 무선 채널의 시변(time-varying) 성질로 인해 변경되는 경향이 있을 때 갱신된다.In operation, receiver 12 and transmitter 26, via demodulator 14 and modulator 24, respectively, convert the received signal into corresponding digital data and transmit it to an antenna (not shown) to transmit the desired data. Combined. The power measurement circuit 16 operates under the control of the processor 20 to detect the RSS of the received frame. RSS for other stations is estimated and stored in memory 18, which is coupled to processor 20 for subsequent retrieval. The estimated RSS for other stations in the same BSS is updated and later used to generate a reference table that is used to select the appropriate transmission rate. Timer 22 is used to remove old RSS estimates, which are stored in memory 18. In this embodiment, the RSS is updated when it tends to change due to the time-varying nature of the wireless channel as well as the potential mobility of WLAN STAs.

도 3은 예를 통해 적당한 송신 속도를 선택하기 위한 송신 기준 테이블을 나타낸다. 송신 STA가 특별한 길이를 가지는 프레임을 보내고, 대응하는 확인 신호를 수신할 때마다, 송신 STA는 프레임의 다음 송신에서 사용될 기준 테이블에서의 측정된 RSS에 기초하여 임계값 경계를 생성 또는 갱신한다. 일단 RSS 임계값 경계가 상이한 프레임 구간(즉, 0 내지 100 바이트, 100 내지 1000 바이트 및 1000 내지 2400 바이트) 각각에 관해 확립되면, 송신 STA는 그것이 수신 STA로부터 수신하는 프레임으로부터 측정된 RSS에 따라 다르게 송신 속도를 적응시킨다. RSS에서의 변경은, 송신 STA와 수신 STA 사이의 무선 링크에서의 상태가 변경된다는 것을 표시한다는 점을 주목하라. 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 임계값 경계는 특별한 송신 PHY 속도에 관해 요구된 최소 RSS 값들이 어느 것인지를 표시한다. 예컨대 수신 STA에 의해 보내진 프레임으로부터 RSS를 감시하는 STA가 RSS가 임계값 중 하나보다 낮게 되는 것(수신 STA와 송신 STA 사이의 증가하는 거리로 인해)을 검출한다면, 다음 송신 시도는 프레임의 올바른 수신을 보장하기 위해 더 낮은 속도로 행해질 수 있다.3 shows, by way of example, a transmission criteria table for selecting an appropriate transmission rate. Each time a transmitting STA sends a frame with a particular length and receives a corresponding acknowledgment signal, the transmitting STA generates or updates a threshold boundary based on the measured RSS in the reference table to be used in the next transmission of the frame. Once an RSS threshold boundary is established for each of the different frame intervals (ie, 0-100 bytes, 100-1000 bytes, and 1000- 2400 bytes), the transmitting STA depends on the RSS measured from the frame it receives from the receiving STA. Adapt the transmission speed. Note that the change in RSS indicates that the state in the wireless link between the transmitting STA and the receiving STA changes. As shown in FIG. 3, each threshold boundary indicates which minimum RSS values are required for a particular transmission PHY rate. For example, if the STA monitoring RSS from the frame sent by the receiving STA detects that the RSS is lower than one of the thresholds (due to the increasing distance between the receiving STA and the transmitting STA), then the next transmission attempt will be the correct reception of the frame. It can be done at a lower speed to ensure that.

아래의 것은 도 3 내지 도 4에 사용된 변수의 목록이다. The following is a list of variables used in FIGS. 3 to 4.

II 데이터 속도에 관한 인덱스Index on data rate F: 속도 i={1,2,5.5,11}(Mbps)={1,2,3,4}F: speed i = {1,2,5.5,11} (Mbps) = {1,2,3,4} JJ 프레임 길이에 관한 인덱스The index into the frame length G: 길이 j={0-100, 100-1000, 1000-2400} (바이트)={1, 2, 3}G: length j = {0-100, 100-1000, 1000-2400} (bytes) = {1, 2, 3} LA_th [i, j]LA_th [i, j] 링크 적응 속도 임계값Link Adaptation Speed Threshold 0<I<5 & 0<j<40 <I <5 & 0 <j <4 RSSRSS 가장 최근에 수신된 신호 세기 측정값Most recently received signal strength measurement RSS_avgRSS_avg 평균 수신된 신호 세기Average received signal strength

요약하면, 프레임-길이 구간인 j={1, 2, 3}는 각각 0 내지 100 바이트, 100 내지 1000 바이트 및 1000 내지 2400 바이트의 상이한 프레임 크기를 나타낸다. 데이터 속도(i)={1, 2, 3, 4}는 이 예에서 이용 가능한 4개의 데이터 속도, 즉 1, 2, 5.5 및 11Mbps 중 하나를 나타낸다. RSS 임계값은 구간 각각에 관해 정의된다. 임계값인 "LA_th[i, j]"는 데이터 속도 "i"로 길이 구간 "j" 내의 프레임을 송신하기 위한 최소 "RSS_avg 또는 RSS 임계" 값을 나타낸다.In summary, the frame-length interval j = {1, 2, 3} represents different frame sizes of 0 to 100 bytes, 100 to 1000 bytes and 1000 to 2400 bytes, respectively. Data rate i = {1, 2, 3, 4} represents one of four data rates available in this example, namely 1, 2, 5.5 and 11 Mbps. RSS thresholds are defined for each interval. The threshold "LA_th [i, j]" represents the minimum "RSS_avg or RSS threshold" value for transmitting a frame in the length section "j" at the data rate "i".

도 4는 (1)거리, 섀이딩, 높은 경로 손실과 같은 나쁜 채널 상태로 인한 에러와, (2) 무선 네트워크에서의 송신 속도를 조정하기 위한 간섭 및 충돌로 인한 에러의 구별에 대한 전반적인 동작을 예시한다.Figure 4 shows the overall operation of the distinction between (1) errors due to bad channel conditions such as distance, shading, high path loss, and (2) errors due to interference and collision to adjust the transmission speed in the wireless network. To illustrate.

일반적으로, 모바일 유닛은 2개의 모드, 즉 (1) 수신 모드와 (2) 송신 모드에서 동작(단계 100)하도록 구성된다. STA는 데이터를 송신하기 위해 요구 신호를 송신한 다음, RSS 평균(RSS_avg), 임계값, 프레임 크기 및 재송신 시도의 개수의 값에 기초하여 송신 속도를 선택한다. 이 경우 속도 적응은, 수신된 프레임으로부터 측정된 평균 RSS가 기준 테이블에서의 일부 임계값을 통과할 때 일어나고, 이러한 기준 테이블은 특별한 송신 속도에 관해 요구된 최소 RSS 값을 담고 있다. 이후, STA는 선택된 송신 속도로 프레임을 송신한다. 송신이 성공적이었는지에 따라, STA는 기준 테이블에서의 대응하는 "임계값"을 갱신한다. 그러므로 STA는 RSS_avg, 프레임 길이 및 재송신 시도에 의존하는 송신 속도를 선택한다. 블록도는 도 4에서의 기본 서비스 세트에서 동작하는 802.11 STA에 관해 도시되어 있고, 이러한 경우 모든 프레임을 항상 그것의 AP로 또는 그것의 AP로부터 송신 또는 수신된다. 그러 므로 본 명세서에서 언급된 수신 STA는 항상 그것의 AP이다.In general, the mobile unit is configured to operate (step 100) in two modes: (1) receive mode and (2) transmit mode. The STA transmits a request signal to transmit data, and then selects a transmission rate based on values of an RSS average (RSS_avg), a threshold value, a frame size, and the number of retransmission attempts. Rate adaptation in this case occurs when the average RSS measured from the received frame passes some threshold in the reference table, which contains the minimum RSS value required for the particular transmission rate. Thereafter, the STA transmits the frame at the selected transmission rate. Depending on whether the transmission was successful, the STA updates the corresponding "threshold" in the reference table. Therefore, the STA selects a transmission rate that depends on RSS_avg, frame length, and retransmission attempt. The block diagram is shown for an 802.11 STA operating in the basic service set in FIG. 4, in which case all frames are always transmitted or received to or from its AP. Therefore, the receiving STA mentioned herein is always its AP.

송신 STA가 특별한 길이를 가지는 프레임을 송신할 때마다, 송신 STA는 대응하는 확인 신호{즉, 확인(ACK) 프레임}를 수신한다. 확인 신호가 수신될 때, 그것은 송신 속도가 적당하였다는 것을 표시한다. 확인 신호가 소정의 시간에서 수신되지 않으면, 확인 신호 타임 아웃 상태가 일어난다(단계 102). 타임 아웃 상태에서는, 에러가 수신기의 성능, 예컨대 단계 104에서의 RSS가 너무 낮은 것에 의해 야기된 에러인지가 결정된다. 아니라면, 에러의 원인은, 간섭, 충돌, 다수 경로 등으로 결정된다. 예컨대, 타임 아웃 상태(단계 102)가 일어난 후, 단계 104에서는 수신된 신호 세기(RSS)가 소정의 시간 기간에서 특정 RSS 임계값보다 많이 변경되었는지에 대한 결정이 이루어진다.Each time the transmitting STA transmits a frame having a particular length, the transmitting STA receives a corresponding acknowledgment signal (ie, an acknowledgment (ACK) frame). When an acknowledgment signal is received, it indicates that the transmission speed was adequate. If a confirmation signal is not received at a predetermined time, a confirmation signal time out condition occurs (step 102). In the time-out state, it is determined whether the error is an error caused by the receiver's performance, e. If not, the cause of the error is determined by interference, collision, multiple paths, and the like. For example, after a timeout condition (step 102) occurs, a determination is made at step 104 as to whether the received signal strength RSS has changed more than a particular RSS threshold in a predetermined time period.

시간에 따른 RSS에서의 변경, 즉 델타 RSS는 다음 수학식에 따라 계산될 수 있다.The change in RSS over time, ie the delta RSS, can be calculated according to the following equation.

델타(Delta) RSS = RSS_avg - RSS_actualDelta RSS = RSS_avg-RSS_actual

단계 104에서의 결정에서, 특별한 시간 기간 동안의 RSS에서의 변경이 증가함에 따라, 수신기에서의 RSS가 너무 낮기 때문에 에러가 야기되는 확률 또한 증가한다. 게다가, 이는 에러가 수신기의 성능(PER)으로 인해 일어나고, 수신기에서의 낮은 전력에 의해 야기된다는 것을 표시한다. 그러므로, RSS 임계값/링크 적응 속도 임계값(LA_th[i][j])은 단계 108에서 증가하고, 이후 프레임은 단계 106에서 재송신된다. 단계 104에서의 결정이 특별한 시간 기간 동안의 RSS에서의 변경이 없거나 작은 변경(예컨대, 소정의 임계값과 비교할 때)만을 표시한다면, 에러가 수신기 에서의 충돌이나 간섭으로 인해 일어날 확률이 높고, 채널 상태가 떨어지지 않을 확률이 높다. 그러므로, 프레임은 단계 106에서 링크 적응 속도 임계값(LA_th[I][j])에서의 변경 없이, 재송신된다. 재송신할 때마다 충돌 확률은 더 낮고, 따라서 당업자라면 다양한 상태에 관해 다양한 재송신 임계값을 결정할 수 있다.In the decision at step 104, as the change in RSS over a particular time period increases, the probability of causing an error also increases because the RSS at the receiver is too low. In addition, this indicates that the error occurs due to the receiver's performance (PER) and is caused by low power at the receiver. Therefore, the RSS threshold / link adaptation rate threshold LA_th [i] [j] is increased in step 108, and then the frame is retransmitted in step 106. If the decision in step 104 indicates no or small change in RSS over a particular time period (e.g., when compared with a predetermined threshold), then there is a high probability that an error will occur due to collision or interference at the receiver, and There is a high probability that the state will not fall. Therefore, the frame is retransmitted without a change in the link adaptation speed threshold LA_th [I] [j] in step 106. Each retransmission has a lower probability of collision and therefore one skilled in the art can determine various retransmission thresholds for various conditions.

전술한 내용으로부터 분명한 것처럼, 본 발명은 종래 기술과는 달리, RSS 임계값이 채널 관련된 에러 후에만 증가한다는 점에서 유리하다(예컨대, 충돌 또는 간섭 후에는 갱신이 없음). 송신 속도는 오직 RSS에서의 관련된 변경 또는 긴 간섭후(소정 개수의 패킷 후)에 적응된다. 게다가, 본 발명은 현재의 IEEE 802.11 WLAN 매체 액세스 제어 명세(specification)에서 임의의 변경을 만들지 않고, 적당한 송신 속도를 선택하는 것을 가능하게 한다.As is evident from the foregoing, the present invention is advantageous in that, unlike the prior art, the RSS threshold increases only after a channel related error (eg, no update after a collision or interference). The transmission rate is only adapted after an associated change or long interference in the RSS (after a certain number of packets). In addition, the present invention makes it possible to select an appropriate transmission rate without making any changes in the current IEEE 802.11 WLAN media access control specification.

본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되었지만, 당업자라면 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고, 본 발명의 진정한 범주로부터 벗어나지 않고 요소들을 등가물들로 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 중심 범주로부터 벗어나지 않고, 본 발명의 가르침과 특별한 상황에 적응하도록 많은 수정예가 만들어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 생각된 최상의 모드로서 개시된 특별한 실시예에 제한되지 않지만, 본 발명은 첨부된 청구항의 범주 내에 있는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.While the preferred embodiments of the invention have been illustrated and described, those skilled in the art will recognize that various changes and modifications may be made and elements may be substituted for equivalents without departing from the true scope of the invention. In addition, many modifications may be made to adapt to the teachings and particular circumstances of the present invention without departing from the central scope thereof. Therefore, it is intended that the invention not be limited to the particular embodiment disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention, but that the invention will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

전술한 바와 같이, 본 발명은 통신 시스템, 특히 채널 상태에 기인한 에러 와, IEEE 802.11 무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)와 같은 무선 네트워크에서 스테이션 특성을 더 정확하게 조정하기 위한 간섭 및 충돌로 인한 에러를 구별하는 시스템 및 방법에 이용 가능하다.As noted above, the present invention distinguishes errors due to communication systems, particularly channel conditions, and errors due to interference and collisions to more accurately adjust station characteristics in wireless networks such as IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks (WLANs). It can be used for the system and method.

Claims (10)

무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법으로서,A method for error discrimination between two mobile stations in a wireless network, 송신된 프레임의 송신 타임 아웃 상태를 검출하는 단계와,Detecting a transmission timeout state of the transmitted frame; 타임 아웃 상태와 연관된 송신 에러가, 상기 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 수신된 신호 세기(RSS: Received Signal Strength)를 사용하여 채널 상태에 의해 야기되었는지를 결정하는 단계를Determining whether a transmission error associated with a time out condition was caused by a channel condition using received signal strength (RSS) from a plurality of incoming frames received by the mobile station. 포함하는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법.And a method for error discrimination between two mobile stations in a wireless network. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (a)는The method of claim 1, wherein step (a) 상기 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 평균 수신된 신호 세기(RSS_avg) 값을 측정하고, 상기 수신된 신호 세기가 소정의 시간 기간에서의 소정의 값보다 많이 변경되었는지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법.Measuring an average received signal strength (RSS_avg) value from a plurality of incoming frames received by the mobile station, and determining whether the received signal strength has changed more than a predetermined value in a predetermined time period; Further comprising a method for error discrimination between two mobile stations in a wireless network. 제 1항에 있어서, 시간 델타(delta) RSS에 걸친 RSS에서의 상기 변경은 다음 수학식The method of claim 1, wherein the change in RSS over time delta RSS is 델타 RSS = RSS_avg - RSSDelta RSS = RSS_avg-RSS 에 따라 계산되고, RSS는 현재의 수신된 신호 세기를 나타내는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법.And RSS is indicative of the current received signal strength, wherein the error discrimination between the two mobile stations of the wireless network. 제 1항에 있어서, 상기 들어오는 프레임은 액세스 포인트(AP)에 의해 송신되는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법.The method of claim 1, wherein the incoming frame is transmitted by an access point (AP). 제 1항에 있어서, 상기 들어오는 프레임은 또 다른 모바일 스테이션에 의해 송신되는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 방법.The method of claim 1, wherein the incoming frame is transmitted by another mobile station. 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션으로서,A mobile station for error discrimination between two mobile stations in a wireless network, 들어오는 프레임을 복조하기 위한 수신기 회로,A receiver circuit for demodulating an incoming frame, 그 안에 수신된 상기 들어오는 프레임의 수신된 신호 세기(RSS)를 측정하기 위한 전력 측정 회로,A power measurement circuit for measuring a received signal strength (RSS) of the incoming frame received therein, 상기 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터의 수신된 신호 세기(RSS)를 사용하여, 송신된 프레임의 송신 타임 아웃 상태를 결정하고, 타임 아웃 상태와 연관된 송신 에러가 채널 상태에 의해 야기되었는지를 결정하기 위해, 상기 전력 측정 회로에 결합된 프로세서를Received signal strength (RSS) from a plurality of incoming frames received by the mobile station is used to determine the transmission timeout state of the transmitted frame and to determine if a transmission error associated with the timeout state is caused by the channel condition. In order to determine the processor coupled to the power measurement circuitry 포함하는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션.And a mobile station for error discrimination between two mobile stations in a wireless network. 제 6항에 있어서, 프로세서는 모바일 스테이션에 의해 수신된 복수의 들어오는 프레임으로부터 평균 수신된 신호 세기(RSS_avg)를 결정하고, 수신된 신호 세기가 소정의 시간 기간에서의 소정의 값보다 많이 변경되었는지를 결정하는 것을 더 포함하는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션.7. The processor of claim 6, wherein the processor determines an average received signal strength (RSS_avg) from a plurality of incoming frames received by the mobile station, and determines whether the received signal strength has changed more than a predetermined value in a predetermined time period. Further comprising determining a mobile station for error discrimination between two mobile stations in a wireless network. 제 7항에 있어서, 시간에 따른 RSS에서의 상기 변경은 다음 수학식8. The method of claim 7, wherein the change in RSS over time is 델타 RSS = RSS_avg - RSSDelta RSS = RSS_avg-RSS 에 따라 계산되고, 여기서 RSS는 현재의 수신된 신호 세기를 나타내는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션.Mobile station for error discrimination between two mobile stations in a wireless network, wherein the RSS represents a current received signal strength. 제 6항에 있어서, 상기 들어오는 프레임은 액세스 포인트(AP)에 의해 송신되는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션.7. The mobile station of claim 6, wherein the incoming frame is transmitted by an access point (AP). 제 6항에 있어서, 상기 들어오는 프레임은 또 다른 모바일 스테이션에 의해 송신되는, 무선 네트워크의 2개의 모바일 스테이션 사이의 에러 구별을 위한 모바일 스테이션.7. The mobile station of claim 6, wherein the incoming frame is transmitted by another mobile station.
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