KR20080007058A - 고주파 무선 대역에서의 무선 통신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고주파 무선 대역에서의 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 방법은 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 관리 패킷을 무선 매체로 전송하는 단계를 포함한다.
비콘, 채널 타임, 대역 할당

Description

고주파 무선 대역에서의 무선 통신 방법 및 장치{Method and apparatus for wireless communication in high frequency bandwidth}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 HRP 채널과 LRP 채널의 주파수 대역을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자에 의해 관리되는 통신 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘 패킷의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 예약 스케줄 정보요소를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 비콘에서 비콘 제어 필드의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 통신 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통신 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자와 스테이션 간의 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통신 타이밍을 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸 블록도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸 블록도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
1510 : CPU 1520 : 저장부
1540 : MAC 처리부 1542 : 패킷 처리부
1544 : 대역 관리부 1550 : 송수신부
1550a : 제1 물리 처리부 1550b : 제2 물리 처리부
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고주파 무선 대역에서의 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
네트워크가 무선화 되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송법에 대한 연구가 요구되고 있다. 더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스 간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지는 추세에 있다.
현재 IEEE 802.15.3c의 한 태스크 그룹(task group)에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 표준을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 표준은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.
IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다. 이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다.
특히, 최근에는 밀리미터 웨이브가 갖는 고 대역폭을 이용하여 무선 기기간에 비압축 오디오 또는 비디오 데이터(이하, 비압축 AV 데이터라고 함)를 전송하기 위한 연구가 이루어지고 있다. 압축 AV 데이터는 모션 보상, DCT 변환, 양자화, 가변길이 부호화 등의 과정을 통하여, 인간의 시각, 청각에 덜 민감한 부분을 제거하는 방식으로 손실 압축된다. 따라서 압축 AV 데이터는 압축 손실에 따른 화질 열화가 발생할 수 있으며, 송신 장치와 수신 장치간의 AV 데이터 압축 및 복원 작업이 동일한 표준을 따라야 한다는 문제점이 있다. 이에 반하여, 비압축 AV 데이터는 화소 성분을 나타내는 디지털 값(예를 들어, R, G, B 성분)을 그대로 포함하기 때문에 보다 선명한 화질을 제공할 수 있다는 장점이 있다.
이처럼, 고주파 무선 통신 대역에서는 많은 양의 데이터가 전송되기 때문에, 무선 자원의 낭비를 감소시키는 것이 중요하다. 따라서 고주파 무선 통신 대역에서 대역 낭비를 감소시킬 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 무선 자원을 보다 효율적으로 사용하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 비콘 패킷은 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 제1 정보 필드, 및 상기 무선 네 트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 프리 채널 타임 필드를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 비콘 패킷은 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 정보 필드, 및 상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 포함하는 경쟁 기반 제어 기간 필드를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 방법은 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하는 단계, 및 상기 생성된 관리 패킷을 무선 매체로 전송하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 방법은 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 수신하는 단계, 및 상기 수신된 관리 패킷에 포함된 상기 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보에 따라서 상기 무선 네트워크를 관리하는 조정자에게 채널 타임 할당의 요청 여부를 제어하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 장치는 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하는 MAC 처리부, 및 상기 생성된 관리 패킷을 무선 매체로 전송하는 송수신부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 장치는 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 수신하는 송수신부, 및 상기 수신된 관리 패킷에 포함된 상기 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보에 따라서 상기 무선 네트워크를 관리하는 조정자에게 채널 타임 할당의 요청 여부를 제어하는 MAC 처리부를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크(100)를 나타낸 도면이다. 무선 네트워크(100)는 A/V(Audio/Video) 데이터의 고속 전송을 위한 다양한 어플리케이션들을 지원할 수 있는 WVAN(Wireless Video Area Network)인 것이 바람직하 다. WVAN에서 전송되는 A/V 데이터는 압축 상태뿐만 아니라 비압축 상태일 수도 있는데, 그 예로써, 비압축 1080p A/V, 비압축 1080i A/V, MPEG2로 압축된 1080p A/V, 비압축 5.1 서라운드 사운드 오디오(uncompressed 5.1 surround sound audio) 등을 들 수 있다.
도시된 무선 네트워크(100)는 조정자(coordinator, 110)와 스테이션(120-1, 120-2, 120-3, 이하 식별자 ＇120＇으로 통칭한다)이라는 두 가지 형태의 디바이스를 포함한다. 이들 중, 조정자(110)는 LCD(Liquid Crystal Display), 플라즈마, DLP(Digital Lighting Processing) 등의 평판 디스플레이, BD(Blue-ray disc) 리코더, HD-DVD(High Definition Digital Versatile Disc) 리코더, PVR(Personal Video Recorder)과 같은 싱크 디바이스(sink device)일 수 있으며, 스테이션(120)은 셋탑박스, BD 플레이어, BD 리코더, HD-DVD 플레이어, HD-DVD 리코더, PVR, HD 방송 수신기 등과 같은 소스 디바이스(source device)일 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 조정자(110)와 스테이션(120)은 다른 형태의 디바이스로 구현될 수도 있다. 또한 조정자(110)가 소스 디바이스이거나 스테이션(120)이 싱크 디바이스인 실시예도 가능하다.
무선 네트워크(100)의 디바이스들(110, 120)은 두 가지 물리계층(physical layer; PHY)을 지원할 수 있는데, 고속 물리계층(high-rate PHY; HRP)과 저속 물리계층(low-rate PHY)이 그것이다. 물론, 무선 네트워크(100)에는 물리적인 성능에 따라서 LRP만 지원 가능한 디바이스도 존재할 수 있다.
HRP는 데이터(예를 들어 비압축 A/V 데이터)의 고속 전송을 위해 사용될 수 있다. 바람직하게는 HRP는 수Gbps의 출력을 지원할 수 있다. HRP는 무선 신호의 출력 방향 또는 수신 방향을 조절하기 위하여 어뎁티브 안테나(adaptive antenna) 기술을 사용할 수 있는데, 이 경우 HRP가 출력하는 무선 신호는 방향성을 갖는다. 따라서 HRP는 유니캐스트(unicast)를 위해 사용될 수 있다. HRP는 고속 전송이 가능하므로, 비압축 A/V 데이터와 같은 등시성 데이터를 전송하는데 사용되는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, HRP는 비등시성 데이터, MAC(Medium Access Control) 커맨드, 안테나 스티어링 정보, 및 A/V 디바이스들을 위한 상위 계층의 제어 데이터 등을 전송하는데 사용될 수도 있다.
LRP는 저속 전송을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어 LRP는 수Mbps의 양방향 링크를 제공한다. LPR로부터 출력되는 무선 신호는 전방향성(omni-directional)에 가깝기 때문에, LRP는 유니캐스트뿐만 아니라 브로드캐스트를 위해서도 사용될 수 있다. LRP는 오디오와 같은 저속 등시성 데이터, 저속 비등시성 데이터, 비콘을 포함하는 MAC 커맨드, HRP 패킷에 대한 응답(acknowledgement), 안테나 스티어링 정보, 성능 정보(capabilities information), 및 A/V 디바이스를 위한 상위 계층 제어 데이터 등을 전송할 수 있다.
HRP가 사용하는 통신 채널(이하 HRP 채널이라 한다)은 LRP가 사용하는 통신 채널(이하 LRP 채널이라 한다)에 비하여 넓은 대역폭을 갖는 것이 바람직하다. 디바이스가 지원 가능한 HRP 채널과 LRP 채널은 각각 복수로 존재할 수 있다. 이 중, 각 HRP 채널은 하나 이상의 LRP 채널과 대응될 수 있다. 바람직하게는, HRP 채널에 대응되는 LRP 채널의 주파수 대역은 HRP 채널의 주파수 대역 내에 존재한 다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 HRP 채널과 LRP 채널의 주파수 대역을 나타낸 도면이다. 도시된 주파수 대역에는 4개의 HRP 채널(채널 1-4)이 제시되어 있으며, 각 HRP 채널의 주파수 대역 내에는 대응되는 3개의 LRP 채널(채널 1A-1C, 채널 2A-2C, 채널 3A-3C, 채널 4A-4C)이 존재한다. HRP 채널은 약 2GHZ의 대역폭을 갖으며, 중심 주파수는 60GHz에서 수GHz 전후로 존재할 수 있다. 도 2에 도시된 HRP 채널의 구체적인 주파수 대역에 대한 일 실시예를 표1에 나타내었다.
[표1]
HRP 채널 인덱스 시작 주파수 중심 주파수 종단 주파수
1 57.608 GHz 58.608 GHz 59.608 GHz
2 59.720 GHz 60.720 GHz 61.720 GHz
3 61.832 GHz 62.832 GHz 63.832 GHz
4 63.944 GHz 64.944 GHz 65.944 GHz
표1의 실시예에서 각 HRP 채널은 2GHz의 대역폭을 갖는다. 한편, 각 HRP 채널에 대응되는 LPR 채널의 구체적인 주파수 대역에 대한 일 실시예를 표2에 나타내었다.
[표2]
LRP 채널 인덱스 시작 주파수 중심 주파수 종단 주파수
A fc ( HRP )-203 MHz fc ( HRP )-156.75 MHz fc ( HRP )-110.5 MHz
B fc ( HRP )-46.25 MHz fc ( HRP ) MHz fc ( HRP )+46.25 MHz
C fc ( HRP )+110.5 MHz fc ( HRP )+156.75 MHz fc ( HRP )+203 MHz
표2의 실시예에서 fc ( HRP )는 대응되는 HRP 채널의 중심 주파수이며, 각 LRP 채널은 92.5 MHz의 대역폭을 갖는다. 물론 표1과 표2에 나타낸 주파수 대역은 일 실시예일뿐이므로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 HRP와 LRP는 다른 중심 주파수와 대역폭을 사용할 수도 있다.
앞서 살펴본 바와 같이 HRP와 LRP는 중첩되는 주파수 대역에서 동작할 수 있으며, 이 경우 채널 사용은 TDMA(Time Division Multiple Access) 방식으로 MAC에 의해 조정(coordinated)될 수 있다. 한편, 도 2, 표1, 및 표2에서는 4개의 HRP 채널과 각 HRP 채널에 대응되는 3개의 LRP 채널(총 12개의 LRP 채널)을 제시하였으나, 이 또한 예시적인 것이므로 디바이스가 지원 가능한 HRP 채널의 개수와 HRP 채널에 대응되는 LRP 채널의 개수는 실시예에 따라서 달라질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 무선 네트워크(100)의 존재는 스테이션(120)의 개수에 영향을 받지 않는다. 따라서 무선 네트워크(100)에는 스테이션(120)이 하나 이상 존재하거나 전혀 존재하지 않을 수 있다. 스테이션(120)은 자신이 갖고 있는 성능에 따라서 조정자(110)로서 기능할 수도 있으며, 조정자(110)로서 기능할 수 있는 성능을 갖는 디바이스를 조정자 역량 디바이스(coordinator capable device)라 한다. 새로운 무선 네트워크를 형성하고자 하는 조정자 역량 디바이스는 복수의 HRP 채널과 그에 대응되는 복수의 LRP 채널 중에서 각각 하나씩 선택할 수 있다. HRP 채널과 LRP 채널이 선택되면, 조정자 역량 디바이스는 무선 네트워크를 관리하기 위한 비콘 패킷(이하 간략히 비콘이라 한다)을 전송함으로써, 새로운 무선 네트워크를 시작할 수 있다. 비콘을 전송하므로써 새로운 무선 네트워크를 시작한 조정자 역량 디바이스는 조정자(110)가 된다.
조정자(110)는 비콘을 통해서 무선 네트워크(100)에서의 통신 타이밍을 조절하고, 스테이션(120)은 조정자(110)에 의해서 조절된 통신 타이밍에 따라서 통신을 수행한다. 도 3에 조정자에 의해 관리되는 통신 타이밍의 일 실시예를 도시하였 다. 이러한 통신 타이밍은 슈퍼프레임(superframe)이라고 불린다. 슈퍼프레임(300)은 비콘구간(310)과 적어도 하나의 채널 타임 블록(Channel Time Block; CTB, 321 내지 325, 331 내지 336)들을 포함한다.
비콘구간(210)은 비콘이 전송되는 시간을 나타낸다. 비콘은 채널 타임 할당 정보를 포함하며, 조정자(110)에 의하여 무선 네트워크에 브로드캐스트된다. 따라서 스테이션(120)은 조정자(110)로부터 전송되는 비콘을 수신함으로써, 통신 타이밍을 알 수 있게 된다.
CTB(321 내지 325, 331 내지 336)는 디바이스가 매체를 점유할 수 있는 시간 구간, 즉 채널 타임(channel time)을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, CTB(321 내지 325, 331 내지 336)는 예약 CTB(reserved CTB, 331 내지 336, 이하 ＇330＇으로 통칭한다)와 비예약 CTB(unreserved CTB, 321 내지 325, 이하 ＇320＇으로 통칭한다)로 나뉠 수 있다.
예약 CTB(330)는 조정자(110)가 특정 스테이션(120)에게 할당하여준 채널 타임이다. 물론 조정자(110)는 자신을 위하여 채널 타임을 할당할 수도 있다. 따라서 예약 CTB(330)에서는 디바이스들(110, 120)이 비경쟁적으로 매체를 점유할 수 있다.
예약 CTB(330)는 HRP 채널을 이용한 데이터 전송을 위하여 사용될 수 있다. 물론, HRP 채널을 이용하여 전송된 데이터(10)에 대한 수신측의 응답(20)은 LRP 채널을 통해서 전달되는 것이 바람직하다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, LRP 채널의 통신을 위한 예약 CTB도 존재할 수 있다. 따라서 예약 CTB(330)는 HRP 채 널에서의 데이터 전송 또는 LRP 채널에서의 데이터 전송을 위하여 사용될 수 있으며, 디바이스들(110, 120)은 자신에게 할당된 예약 CTB(330)에서 HRP 채널로 비압축 A/V 데이터를 송수신하거나, LRP 채널로 HRP 데이터에 대한 응답이나 각종 커맨드를 송수신할 수 있다. 한편, 본 발명에서는 연관된 예약 CTB들의 집합을 스케줄이라 한다. 즉, 스케줄은 하나의 예약 CTB 또는 복수의 주기적인 예약 CTB들의 집합을 나타낸다. 도 3에는 슈퍼프레임 내에 두개의 스케줄(스케줄1, 스케줄2)이 제시되어 있다.
비예약 CTB(320)는 조정자(110)가 디바이스들(110, 120)에게 할당한 채널 타임을 제외한 나머지 시간구간이다. 비예약 CTB(320)에서 디바이스들(110, 120)은 경쟁적으로 매체를 점유할 수 있게 된다. 비예약 CTB(320)는 LRP 채널을 이용한 전송을 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 디바이스들(110, 120)은 비예약 CTB(320)에서 LRP 채널을 이용하여 각종 MAC 커맨드나 제어 패킷 등을 전송할 수 있다. 예를 들어, 스테이션(120)은 비예약 CTB(320)에서 매체를 점유한 후 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청할 수 있다. 비예약 CTB(320)에서 사용될 수 있는 경쟁 기반 매체 접근 메커니즘의 예로써, CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식과 slotted Aloha 방식을 들 수 있다. 물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 비예약 CTB(320)에서 다른 형태의 경쟁 기반 매체 접근 메커니즘이 사용될 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 비예약 CTB 중 적어도 하나는 경쟁 기반 제어 구간(Contention Based Control Period; CBCP, 321)으로 기능할 수 있다. CBCP(321)는 디바이스들(110, 120)이 긴급한 제어 커맨드나 관리 커맨드를 전송하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들어, 스테이션(120)이 비콘구간(311)에서 전송되는 비콘을 수신하지 못하였다면, 스테이션(120)은 자신에게 할당된 채널 타임(예약 CTB(320))를 알 수 없게 된다. 이 경우, 스테이션(120)은 CBCP(321)에서 조정자(110)에게 채널 타임 할당 정보를 요청할 수 있다. 따라서 CBCP(321)는 매 슈퍼프레임 마다 고정된 위치에 존재하는 것이 바람직하다. 그래야 비콘을 놓친 스테이션(120)이 CBCP(321)를 이용할 수 있을 것이기 때문이다. 더욱 바람직하게는, CBCP(321)는 비콘구간(210) 직후에 위치한다. CBCP(321)에서도 스테이션(120)은 경쟁 기반 매체 접근 메커니즘을 사용하여 매체 점유를 시도할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같은 통신 타이밍을 조절하기 위하여 조정자(120)는 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘을 생성하고, 이를 무선 네트워크(100)로 브로드캐스트한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 비콘의 구조를 도 4에 도시하였다.
도시된 비콘(400)은 MAC 헤더(410)와 MAC 바디(420)를 포함한다. MAC 헤더(410)는 패킷의 종류, 패킷의 송신자 주소 및 수신자 주소 등(도시하지 않음)과 같이 비콘 패킷에 대한 상세 정보를 포함한다.
MAC 바디(420)는 비콘 제어 필드(421), CBCP 정보 필드(422), 적어도 하나의 정보요소 필드(423), 및 CRC 필드(424)를 포함한다.
비콘 제어 필드(421)는 비콘에 관한 제어 정보를 포함한다. 여기서 제어 정보는 비콘의 전송 간격이나 특수한 목적을 위하여 구분된 CTB에 관한 정보 등을 포함한다.
CBCP 정보 필드(422)는 앞서 설명한 CBCP(321)에 대한 정보를 포함한다. 여기서 CBCP에 대한 정보는 CBCP(321)가 종료되는 시점과 시작되는 시점 중 적어도 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서 비콘을 수신한 스테이션(120)은 슈퍼프레임(300)에서 CBCP(321)의 위치를 알 수 있다. CBCP(321)의 위치 및 길이는 매 슈퍼프레임마다 고정적인 것이 바람직하므로, 비콘을 수신하지 못한 스테이션(120)이라도 CBCP(321)를 알 수 있다.
정보요소 필드(423)는 적어도 하나의 정보요소(Information Element; IE)를 포함한다. 정보요소는 무선 네트워크의 관리에 필요한 다양한 정보를 포함한다. 정보요소의 예로서 채널 타임 할당 정보를 포함하는 예약 스케줄(reserved schedule) 정보요소, 무선 네트워크에 가입한 디바이스의 MAC 기능(capability)과 PHY 기능에 대한 정보를 포함하는 MAC 기능 정보요소 및 PHY 기능 정보요소 등을 들 수 있다. 이중 예약 스케줄 정보요소를 도 5에 도시하였다.
예약 스케줄 정보요소(500)는 IE 인덱스 필드(510), IE 길이 필드(520), 및 적어도 하나의 스케줄 블록(530)을 포함한다.
IE 인덱스 필드(510)는 정보요소의 종류를 식별하기 위한 식별자를 포함하고, IE 길이 필드(520)는 스케줄 블록들(530)의 길이를 나타낸다.
각 스케줄 블록(530)은 정적 지시(static indication) 필드(531), 송신자 ID 필드(532), 수신자 ID 필드(533), 스트림 인덱스(stream index) 필드(534), 시작 오프셋(start offset) 필드(535), 타임 블록 기간(time block duration) 필드(536), 스케줄 기간(schedule period) 필드(537), 및 타임 블록 개수 필드(538) 를 포함한다.
정적 지시 필드(531)는 스케줄 블록(530)이 지시하는 스케줄이 정적인 스케줄인지의 여부를 나타낸다. 정적인 스케줄은 등시적 스트림(isochronous stream)을 위해서 할당된다. 따라서 정적인 스케줄을 할당받은 스테이션은 동일한 예약 CTB가 다음 슈퍼프레임에서도 존재할 것으로 기대할 수 있다. 한편, 동적 스케줄은 등시적 스트림과 비등시적 스트림(asynchronous stream) 모두를 위해서 할당될 수 있다. 동적 스케줄의 위치는 슈퍼프레임마다 다를 수 있다.
송신자 ID 필드(532)와 수신자 ID 필드(533)는 각각 스케줄 블록(530)이 지시하는 스케줄에서 데이터를 송신할 디바이스의 주소와 수신할 디바이스의 주소를 나타낸다. 무선 네트워크(100)에서 사용하는 주소는 스테이션(120)이 무선 네트워크(100)에 가입할 때 조정자(110)로부터 할당 받을 수 있다.
스트림 인덱스 필드(534)는 채널 타임 할당에 대응되는 스트림을 지시한다.
시작 오프셋 필드(535)은 스케줄에서 첫번째 CTB가 시작되는 시간을 지시한다. 시작 오프셋 필드(535)는 비콘의 시작으로부터 첫번째 CTB까지의 시간 오프셋(time offset)으로 설정될 수 있다.
타임 블록 기간 필드(536)는 스케줄 내의 각 타임 블록(CTB)의 길이를 나타낸다.
스케줄 기간 필드(537)는 동일한 스케줄에 포함되는 두 개의 연속된 타임 블록의 시작 시간 간의 차이를 나타낸다. 예를 들어 도 4의 슈퍼프레임에서 스케줄1을 위한 스케줄 기간 필드(537)에는 T1이 설정될 수 있고, 스케줄2를 위한 스케줄 기간 필드(537)에는 T2가 설정될 수 있다.
타임 블록 개수 필드(538)는 하나의 슈퍼프레임에서 스케줄에 할당된 타임 블록(CTB)의 개수를 나타낸다.
이와 같은 예약 스케줄 정보요소를 통해서 스테이션(120)은 자신에게 할당된 예약 CTB와 경쟁적으로 매체를 점유할 수 있는 비예약 CTB를 알 수 있게 된다.
한편, 대역 낭비를 감소시키기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 비콘을 통해서 스테이션(120)에게 할당 가능한 채널 타임의 존재 여부를 스테이션(120)에게 알릴 수 있다. 이는, 할당 가능한 채널 타임이 존재하지 않음에도 불구하고, 스테이션(120)이 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청하는 불필요한 작업을 제거하기 위함이다. 이러한 기능을 위해서 비콘은 소정의 정보 필드를 포함할 수 있는데, 이에 대해서 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은 도 4에 도시된 비콘(400)에서 비콘 제어 필드(421)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
비콘 제어 필드(421)는 프리 채널 타임 필드(610), 비콘 기간 필드(620), 및 예비 필드(430)를 포함한다.
프리 채널 타임 필드(610)는 할당 가능한 여분의 채널 타임이 존재하는지의 여부에 대한 정보를 포함한다. 예를 들어, 프리 채널 타임 필드(610)가 ＇1＇로 설정되면 할당 가능한 채널 타임이 존재함을 나타내고, 프리 채널 타임 필드(610)가 ＇0＇으로 설정되면 여분의 채널 타임이 없음을 나타낼 수 있다. 따라서 무선 네트워크(100)의 스테이션(120)은 비콘이 수신되면 프리 채널 타임 필드(610)를 확 인함으로써 여분의 채널 타임의 존재 유무를 확인할 수 있다. 만약 할당 가능한 채널 타임이 없다면 스테이션(120)은 채널 타임 할당 요청 작업을 수행하지 않는다. 따라서 채널 타임 할당을 요청하기 위하여 비예약 CTB에서 스테이션(120)이 불필요하게 경쟁하거나 불필요하게 채널 타임 할당을 요청하는 패킷 및 그에 대한 응답 패킷(채널 타임을 할당할 수 없다는 정보를 포함)의 전송이 이루어 지는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 비효율적인 경쟁 및 불필요한 패킷 전송으로 인한 통신 지연 및 대역 낭비를 감소시킬 수 있다. 물론 비콘을 분석한 결과 할당 가능한 CTB가 존재한다면 전송할 데이터를 갖고 있는 스테이션은 비예약 CTB에서 경쟁하여 조정자에게 CTB의 할당을 요청할 수 있게 된다.
비콘 기간 필드(620)는 비콘(400)이 전송되는 시간 간격을 나타낸다. 비콘 기간 필드(620)를 통하여 스테이션(120)은 다음 비콘이 전송될 시점을 알 수 있다.
예비 필드(630)는 비콘(400) 패킷에 대한 추가 정보를 설정하기 위하여 예비된 필드이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자(110)와 스테이션(120)의 동작 과정 및 구조에 대해서 구체적으로 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다. 도시된 흐름도는 조정자(110)에 의해서 수행되는 동작 과정을 나타낸다.
조정자(110)는 무선 네트워크(100) 내의 스테이션(120)의 요청에 따라서 각 스테이션(120)에게 채널 타임을 할당한다(S710).
그 후, 조정자(110)는 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘을 생성한 다(S720). 채널 타임 할당 정보의 일 실시예는 도 5를 통하여 설명한 바와 같으며, 비콘의 일 실시예는 도 4를 통하여 설명한 바와 같다. 물론 비콘에는 비콘 수신 간격에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 비콘 생성 시, 조정자(110) CBCP의 위치 및 시간간격을 결정하고, 그에 대한 정보를 비콘에 포함시킬 수 있다. 조정자(110)가 무선 네트워크(100)를 시작할 때 최초로 생성한 비콘에 포함되었던 CBCP 정보는, 무선 네트워크(100)가 지속되는 중 생성되는 비콘에서 동일하게 사용되는 것이 바람직하다.
비콘을 생성한 조정자(110)는 생성된 비콘을 비콘구간(311)에 무선 네트워크(100)로 출력한다(S730). 이 때, 비콘은 LRP 채널을 통하여 전송되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 조정자(110)는 도 6을 참조하여 설명한 프리 채널 타임 필드(610)를 비콘에 포함시킬 수 있으며, 그 과정을 도 8에 도시하였다.
조정자(110)는 무선 네트워크(100) 내의 스테이션(120)의 요청에 따라서 각 스테이션(120)에게 채널 타임을 할당한다(S810).
이 때, 조정자(110)는 다음번 비콘으로 스케줄링되는 슈퍼프레임에서 스테이션(120)에게 할당할 수 있는 여분의 채널 타임이 존재하는지 판단한다(S820).
그 후, 조정자(110)는 판단 결과에 따라서 여분의 채널 타임이 존재한다는 정보 또는 여분의 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 비콘을 생성하고(S830), 생성된 비콘을 무선 네트워크(100)로 전송한다(S840).
도 7과 도 8의 설명에서는 CBCP 정보와 여분의 채널 타임이 존재하는지의 여부에 대한 정보가 각각 독립적으로 비콘에 포함되는 것처럼 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 도 7과 도 8의 과정은 병렬적으로 수행될 수 있다. 즉, 조정자(110)는 CBCP 정보와 여분의 채널 타임이 존재하는지의 여부에 대한 정보를 모두 포함하는 비콘을 생성하고 이를 무선 네트워크(100)로 전송할 수 있다.
조정자(110)가 전송한 비콘은 무선 네트워크(100)의 스테이션(120)이 수신할 수 있으며, 비콘을 수신한 스테이션(120)의 동작 과정을 도 9 및 도 11에 도시하였다. 도 9 및 도 11은 스테이션(120)이 비콘에 포함된 CBCP 정보를 이용하는 경우와 비콘에 포함된 여분의 채널 타임이 존재하는지의 여부에 대한 정보를 이용하는 경우를 각각 설명하기 위한 도면이다. 그렇다고 하여 스테이션(120)이 CBCP 정보와 여분의 채널 타임이 존재하는지의 여부에 대한 정보 중 어느 하나만을 이용할 수 있는 것은 아니며, 수신된 비콘을 분석하여 이들을 모두 이용할 수 있는 것으로 이해하여야 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
무선 매체(바람직하게는 LRP 채널)를 통하여 조정자(110)로부터 비콘이 수신되면(S910), 스테이션(120)은 비콘을 분석하여 채널 타임 할당 정보, 비콘의 전송 간격, 및 CBCP 등과 같은 통신 타이밍 정보를 알 수 있다(S920).
그 후, 스테이션(120)은 비콘을 통해 알게 된 채널 타임 할당 정보에 따라서 매체를 점유하고 필요한 데이터를 송수신하게 된다(S930). 즉, 스테이션(120)은 자신에게 할당된 예약 CTB를 이용하거나 비예약 CTB에서 경쟁을 통하여 매체를 점 유함으로써 데이터, MAC 커맨드, 제어 패킷 등을 송수신할 수 있다.
그 후, 스테이션(120)은 다음 비콘이 수신될 것으로 예측되는 시간에 비콘이 수신되는지의 여부를 판단한다(S940). 만약 비콘이 수신된다면 스테이션(120)은 새로 수신된 비콘을 통하여 알게 된 통신 타이밍 정보에 따라서 무선 통신을 수행한다(S950). 그러나 새로운 비콘이 수신되지 않는다면 스테이션(120)은 과정 S920에서 알게 된 CBCP의 위치 및 기간을 통해서 예측되는 새로운 CBCP에서 조정자(110)에게 채널 타임 할당 정보를 요청한다(S960).
그 후, 조정자(110)로부터 채널 타임 할당 정보가 수신되면(S970) 스테이션(120)은 이를 이용하여 무선 통신을 수행하게 된다(S980).
도 9에 대한 이해를 돕기 위하여, CBCP를 이용하는 경우에 대한 일 예를 도 10에 도시하였다. 스테이션(120)은 비콘(1010)을 수신하여 슈퍼프레임 N에서의 CBCP(1030), 예약 CBT(도시하지 않음) 및 비예약 CTB(도시하지 않음), 다음 비콘(1020)의 수신 시점을 알 수 있다. 만약 다음 비콘(1020)의 수신 시점에서 비콘(1020)을 수신하지 못한다면, 스테이션(120)은 슈퍼프레임 N+1에서의 통신 타이밍을 알 수 없게 된다. 이 경우, 스테이션(120)은 슈퍼프레임 N의 CBCP(1030)에 대한 정보를 이용하여 슈퍼프레임 N+1에서의 CBCP(1040)를 예측할 수 있으며, CBCP(1040)에서 경쟁적으로 매체를 점유하여 조정자(110)에게 슈퍼프레임 N+1에서의 통신 타이밍 정보를 요청할 수 있다. 스테이션(120)이 CBCP(1040)을 예측할 수 있는 것은 매 슈퍼프레임마다 CBCP가 동일한 위치 및 시간간격으로 반복되기 때문이다.
도 9 및 도 10에서는 스테이션(120)이 비콘 수신을 한번 실패한 경우에 대해서 설명하였다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 스테이션(120)은 임계 횟수만큼 비콘을 연속하여 수신하지 못한 경우에도 이전에 수신된 비콘을 통하여 알게 된 비콘 전송 간격 및 CBCP를 이용하여 현재 이용할 수 있는 CBCP를 예측할 수 있으며, 예측되는 CBCP에서 조정자(110)에게 채널 타임 할당 정보를 요청할 수 있다. 여기서 임계 횟수는 스테이션(120)의 성능이나 무선 네트워크(100)의 목적 등을 고려하여 적절한 수치로 사전에 설정되어 있을 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
무선 매체(바람직하게는 LRP 채널)를 통해서 조정자(110)로부터 비콘이 수신되면(S1110), 스테이션(120)은 수신된 비콘을 분석하여 잔여 채널 타임이 존재하는지 확인한다(S1120). 잔여 채널 타임의 존재 여부는 도 6을 참조하여 설명한 프리 채널 타임 필드(610)를 통해서 확인할 수 있다.
잔여 채널 타임이 존재한다면 스테이션(120)은 수신된 비콘에 의해 알 수 있는 비예약 CTB에서 경쟁을 통하여 매체를 점유하고 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청 할 수 있다(S1130). 물론, 채널 타임 할당 요청은 스테이션(120)이 데이터 전송을 위하여 채널 타임이 필요한 경우에 수행된다. 그러나 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다면 스테이션(120)은 현재의 슈퍼프레임에서의 비예약 CTB, 즉 다음 비콘이 수신되기 전까지 존재하는 비예약 CTB에서 채널 타임 할당 요청을 시도하지 않는다(S1140).
즉, 도 12의 통신 타이밍에서 비콘(1210)이 잔여 채널 타임이 없다는 정보를 포함하고 있다면, 비콘(1210)을 수신한 스테이션(120)은 슈퍼프레임 N의 비예약 CTB(1220, 1230, 1240)에서 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청하기 위한 매체 점유를 시도하지 않게 된다. 따라서 비예약 CTB(1220, 1230, 1240)는 다른 정보를 전송하기 위해 보다 원활히 사용될 수 있다.
이상에서는 비콘을 이용하여 무선 자원을 절약하는 실시예에 대해서 설명하였다. 그러나 비콘 이외에 MAC 커맨드를 이용함으로써 본원발명의 목적을 달성하는 실시예도 가능하며, 이하 도 13 및 도 14를 참조하여 이에 대해 설명하도록 한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자(110)와 스테이션(120) 간의 무선 통신 과정을 나타낸 흐름도이다.
데이터 전송을 위한 채널 타임을 필요로 하는 스테이션(120-1)은 비예약 CTB를 이용하여 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청할 수 있다(S1310).
스테이션(120-1)으로부터 채널 타임 할당을 요청 받은 조정자(110)는 스테이션(120-1)에게 할당하여 줄 수 있는 채널 타임이 존재하는지를 판단한다. 만약, 채널 타임이 존재하지 않는다면 조정자(110)는 스테이션(120-1)에게 잔여 채널 타임이 존재하지 않음을 알리는 응답 패킷을 생성하고(S1320), 이를 스테이션들(120)에게 전송한다(S1330).
그런데 할당 가능한 잔여 채널 타임이 존재하지 않는 상황에서, 이에 대한 정보를 포함하는 새로운 비콘이 전송되기 전까지 무선 네트워크(100) 내의 다른 스테이션들(120-2, 120-3)은 잔여 채널 타임이 없다는 사실을 알 수 없다. 이 경우 스테이션(120-2)나 스테이션(120-3)가 채널 타임 할당을 요청하기 위하여 비예약 CTB에서 불필요하게 경쟁하거나, 경쟁을 통하여 매체를 점유한 경우 스테이션(120-2) 또는 스테이션(120-3)이 채널 타임 할당을 요청하고 조정자(110)가 그에 대한 부정적인 응답을 전송하는 등 무선 자원을 낭비하는 결과가 발생될 수 있다.
따라서, 잔여 채널 타임이 존재하지 않는 경우, 조정자(110)는 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하고(S1340), 생성된 관리 패킷을 비예약 CTB를 이용하여 무선 네트워크(100)의 스테이션들(120)에게 전송할 수 있다(S1350). 이 경우, 스테이션들(120)은 현재의 슈퍼프레임에서 남은 비예약 CTB 동안에 채널 타임 할당 요청을 보류하게 된다(S1360). 여기서 관리 패킷은 네트워크(100)를 관리하기 위해 사용되는 패킷으로서, MAC 커맨드 또는 제어 패킷 등으로 구현될 수 있다.
도 13에 도시되지는 않았지만 여분의 채널 타임이 존재한다면 조정자(110)는 스테이션(120)의 요청에 따라서 채널 타임을 할당하고, 채널 타임이 할당되었음을 알리는 응답 패킷을 스테이션(120)에게 전송할 수 있다.
도 13의 과정에 대한 이해를 돕기 위해 도 14에 본 발명의 일 실시예에 따른 슈퍼프레임을 도시하였다. 우선 할당 가능한 잔여 채널 타임이 존재하는 경우, 비콘(1410)에는 잔여 채널 타임이 존재한다는 정보가 포함될 수 있다. 비콘(1410)을 수신한 스테이션(120)은 비예약 CTB(1420, 1430, 1440)에서 조정자(110)에게 채널 타임 할당을 요청할 수 있다.
만약, 비예약 CTB(1430)에서 모든 채널 타임이 할당되었다면, 조정자(110)는 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하고, 비예약 CTB(1430)에서 관리 패킷을 스테이션(120)에게 전송할 수 있다. 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 관리 패킷은 무선 자원을 절약하기 위해서 중요도가 높으므로, 이러한 관리 패킷을 전송하기 위해서 조정자(110)는 다른 스테이션(120)보다 매체 점유에 우위를 차지하는 것이 바람직하다. 예를 들어 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 관리 패킷을 전송하려는 조정자(110)는 가장 짧은 패킷 간 대기 시간(Inter Frame Space; IFS라고도 불린다)을 이용함으로써 다른 스테이션들 보다 먼저 무선 매체를 점유할 수 있다.
조정자(110)로부터 관리 패킷을 수신한 스테이션(120)은 관리 패킷을 수신한 시점부터 다음 비콘(1250)이 수신되기 전까지 채널 타임 할당 요청을 보류하게 된다. 즉, 예약 CTB(1230)의 남은 시간과 예약 CTB(1240)은 채널 타임 할당 요청을 제외한 다른 MAC 커맨드나 제어 패킷의 전송을 위하여 사용될 수 있다. 물론, 이 경우 다음 비콘(1250)에도 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보가 포함될 것이며, 비콘(1250)을 수신한 스테이션(120)은 슈퍼프레임 N+1에서도 채널 타임 할당 요청을 보류하게 된다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸 블록도이다. 무선 통신 장치(1500)는 앞서 설명한 조정자(110)에 해당한다. 무선 통신 장치(1500)는 CPU(1510), 저장부(1520), MAC 처리부(1540), 및 송수신부(1550)를 포함한다.
CPU(1510)는 버스(1530)에 연결되어 있는 다른 구성 요소들을 제어하며, 일 반적인 통신 계층 중 MAC(Media Access Control) 계층의 상위 계층(예를 들어 LLC(Logical Link Control) 계층, 네트워크 계층, 전송 계층, 및 어플리케이션 계층 등)에서의 처리를 담당한다. 따라서, CPU(1510)는 MAC 처리부(1540)로부터 제공되는 수신 데이터를 처리하거나 전송 데이터를 생성하여 MAC 처리부(1540)에 제공한다. 예를 들어 CPU(1510)가 생성하거나 처리하는 데이터는 비압축 A/V 데이터일 수 있다.
저장부(1520)는 CPU(1510)가 처리한 수신 데이터를 저장하거나 CPU(1510)가 생성한 전송 데이터를 저장한다. 저장부(1520)는 롬(ROM), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 램(RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 하드 디스크, 광 디스크와 같은 저장 매체, 또는 기타 해당 분야에서 알려져 있는 임의의 다른 메모리로 구현될 수 있다.
MAC 처리부(1540)는 무선 통신 장치(1500)의 MAC 계층의 역할을 담당한다. 보다 구체적으로, MAC 처리부(1540)는 패킷 처리부(1542)와 대역 관리부(1544)를 포함한다.
패킷 처리부(1542)는 다른 디바이스에게 전송할 패킷을 생성하거나, 다른 디바이스로부터 수신된 패킷을 해석한다. 예를 들어, 패킷 처리부(1542)는 도 4를 참조하여 설명한 비콘이나, 도 13의 설명에서 언급된 관리 패킷, 기타 MAC 커맨드나 제어 패킷 등을 생성할 수 있다. 이밖에도 패킷 처리부(1542)는 비압축 A/V 데이터를 포함하는 데이터 패킷을 생성하거나, 다른 디바이스로부터 수신된 데이터 패킷에서 비압축 A/V 데이터를 추출하여 CPU(1510)로 전달할 수 있다.
대역 관리부(1544)는 무선 네트워크(100)에서 사용되는 무선 통신 대역을 관리한다. 예를 들어, 대역 관리부(1544)는 채널 타임 할당을 요청한 스테이션(120)에게 필요한 채널 타임을 할당하고, 통신 타이밍을 스케줄링한다.
송수신부(1550)는 MAC 처리부(1540)로부터 전달되는 패킷을 무선 매체로 전송하고, 다른 디바이스로부터 전송된 패킷을 수신하여 MAC 처리부(1540)에게 전달한다. 송수신부(1550)는 제1 물리 처리부(1550a)와 제2 물리 처리부(1550b)를 포함한다. 이 중에서 제1 물리 처리부(1550a)는 LRP로 구현되고, 제2 물리 처리부(1550b)는 HRP로 구현된다. 즉, MAC 처리부(1540)의 지시에 따라서 제1 물리 처리부(1550a)는 LRP 채널로 패킷을 송수신하고, 제2 물리 처리부(1550b)는 HRP 채널로 패킷을 송수신한다. 제1 물리 처리부(1550a)와 제2 물리 처리부(1550b)의 패킷 송수신 과정은 MAC 처리부(1540)에 의해 시분할적으로 제어된다.
제2 물리 처리부(1550b)는 기저 대역 신호를 처리하는 기저대역 프로세서(base band processor, 1552b)와 상기 처리된 기저 대역 신호로부터 실제 무선 신호를 생성하고 생성된 무선 신호를 안테나(1556b)를 통하여 공중(air)으로 전송시키는 RF(radio frequency) 처리부(1554b)로 세분화 될 수 있다.
보다 구체적으로, 기저대역 프로세서(1552b)는 프레임 포맷팅(frame formatting), 채널 코딩 등을 수행하고, RF 처리부(1554b)는 아날로그 파 증폭, 아날로그/디지털 신호 변환, 변조 등의 동작을 수행한다. 한편, 안테나(1556b)는 빔 스티어링이 가능하도록 어레이 안테나로 구성되는 것이 바람직하다. 어레이 안테나는 복수의 안테나 소자들이 일렬로 나열된 형태일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어 어레이 안테나는 2차원적인 행렬 형태로 배치된 복수의 안테나 소자들로 구성될 수도 있는데, 이 경우 더욱 정교하고 입체적인 빔 조향이 가능해진다.
제1 물리 처리부(1550a)는 제2 물리 처리부(1550b)와 유사한 구성을 갖는다. 다만, 제1 물리 처리부(1550a)와 제2 물리 처리부(1550b)가 사용하는 통신 채널과 송수하는 패킷의 종류는 앞서 살펴본 바와 같이 서로 상이하므로, 기저대역 처리부(1552a)와 기저대역 처리부(1552b)는 서로 상이한 종류의 채널 코딩 방식 또는 서로 상이한 채널 코딩 파라미터를 사용할 수 있다. 또한, RF 처리부(1554a)와 RF 처리부(1554b)는 서로 상이한 변조 방식이나 서로 상이한 주파수 대역을 사용할 수 있다.
물론, 송수신부(1550)가 항상 제1 물리 처리부(1550a)와 제2 물리 처리부(1550b)를 모두 포함하여야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서 제1 물리 처리부(1550a)만 포함할 수도 있다. 또한 제2 물리 처리부(1550b)는 HRP 채널을 이용하여 패킷을 전송하는 기능과 패킷을 수신하는 기능 중 어느 하나만 가질 수도 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 장치를 나타낸 블록도이다. 무선 통신 장치(1600)는 앞서 설명한 스테이션(120)에 해당한다. 무선 통신 장치(1600)는 CPU(1610), 저장부(1620), MAC 처리부(1640), 및 송수신부(1650)를 포함한다.
무선 통신 장치(1600)를 구성하는 구성 요소들의 기능은 도 15를 참조하여 설명한 무선 통신 장치(1500)의 구송 요소들의 기능과 기본적으로 유사하다. 따라서 이하에서는 무선 통신 장치(1500)의 구성요소 중 MAC 처리부(1640)의 주요한 기능에 대해서만 설명할 것이다. 나머지 구성요소들의 기능과 MAC 처리부(1640)의 일반 적인 기능은 도 15를 참조하여 설명한 무선 통신 장치(1500)의 구성요소들의 기능을 통해서 이해될 수 있다.
MAC 처리부(1640)는 데이터 전송을 위하여 채널 타임이 필요한 경우 채널 타임 할당 요청을 위한 패킷을 생성하고, 조정자(110)로부터 전송된 채널 타임 할당에 관한 정보를 포함하는 패킷이 수신되면 이를 해석하여 패킷 전송을 준비하게 된다. 또한, 조정자(110)로부터 비콘이 수신되면, MAC 처리부(1640)는 수신된 비콘을 무선 통신 장치(1600)에게 할당된 채널 타임에 데이터 패킷이 전송되도록 송수신부(1650)를 제어한다.
또한, MAC 처리부(1640)는 비콘에서 다음 비콘 전송 시점과 CBCP 정보를 확인하여둔다. 만약, 적절한 시간에 다음 비콘이 수신되지 않는 경우 MAC 처리부(1640)는 CBCP 정보를 통하여 추측되는 시간 간격 동안 채널 타임 할당 정보의 요청을 위한 패킷을 생성하고, 이를 조정자(110)에게 전송하도록 송수신부(1650)를 제어한다. 만약 조정자(110)로부터 채널 타임 할당 정보가 수신되면, MAC 처리부(1640)는 이를 참조하여 적절한 시간에 통신이 수행되도록 기능한다.
이밖에도 MAC 처리부(1640)는 비콘이나 기타 조정자(110)로부터 전송된 관리 패킷을 통해서 잔여 채널 타임이 존재하는지의 여부를 알 수 있다. 잔여 채널 타임의 존재 여부에 따라서 MAC 처리부(1640)는 비예약 CTB에서 채널 타임 할당을 요 청하기 위하여 경쟁을 수행할지의 여부를 결정할 수 있다.
도 15와 도 16를 참조하여 설명한 무선 통신 장치(1500, 1600)가 수행하는 무선 통신 과정은 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명한 조정자(110)와 스테이션(120)의 동작 과정을 통해서 이해될 수 있을 것이다.
이상 도 15를 참조하여 설명한 무선 통신 장치(1500)와 도 16를 참조하여 설명한 무선 통신 장치(1600)의 구성요소들은 모듈로 구현될 수 있다. '모듈'은 소프트웨어 또는 Field Programmable Gate Array(FPGA) 또는 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, 모듈은 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 모듈은 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. 모듈은 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 실행시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 모듈은 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 모듈들에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 모듈들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 모듈들로 더 분리될 수 있다.
한편, 당업자라면, 도 4 내지 도 8을 참조하여 설명한 과정들을 수행할 수 있는 프로그램을 작성할 수 있을 것이다. 이러한 프로그램을 컴퓨터로 읽을 수 있 는 저장 매체에 기록하여 두고, 이를 컴퓨터와 연결함으로써, 본 명세서에서 설명된 실시예들 및 기타 균등한 타 실시예가 구현될 수 있을 것이며, 이러한 경우도 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 해석하여야 한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
상기한 바와 같은 본 발명의 고주파 무선 대역에서의 무선 통신 방법 및 장치에 따르면 무선 자원의 낭비를 감소시키는 효과가 있다.

Claims (58)

  1. 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 제1 정보 필드; 및
    상기 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 프리 채널 타임 필드를 포함하는, 비콘 패킷.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 비콘 패킷의 전송 간격을 나타내는 비콘 기간 필드를 더 포함하는, 비콘 패킷.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 포함하는 경쟁 기반 제어 기간 필드를 더 포함하는, 비콘 패킷.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간 필드는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 비콘 패킷.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간 필드는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 비콘 패킷.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 비콘 패킷.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 비콘 패킷에 대한 추가 정보의 설정을 위한 예비 필드를 더 포함하는, 비콘 패킷.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 비콘 패킷이 브로드캐스트되는 무선 네트워크의 관리 정보가 설정되는 적어도 하나의 제2 정보 필드를 더 포함하는, 비콘 패킷.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 비콘 패킷은 상기 무선 네트워크를 관리하는 조정자에 의해 생성되는, 비콘 패킷.
  10. 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 정보 필드; 및
    상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 포함하는 경쟁 기반 제어 기간 필드를 포함하는, 비콘 패킷.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간 필드는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 비콘 패킷.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간 필드는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 비콘 패킷.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 비콘 패킷.
  14. 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하는 단계; 및
    상기 생성된 관리 패킷을 무선 매체로 전송하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 생성하는 단계는,
    상기 무선 네트워크에 속한 적어도 하나의 디바이스에게 채널 타임을 할당하는 단계;
    상기 채널 타임의 할당 결과 상기 잔여 채널 타임이 존재하는지 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 대응되는 정보를 포함하는 상기 관리 패킷을 생성하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    상기 관리 패킷은 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘 패킷인, 무선 통신 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 비콘 패킷은 상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 방법.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 방법.
  20. 제 17항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 무선 통신 방법.
  21. 제 17항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 상기 디바이스로부터 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 요청받는 단계; 및
    상기 요청된 채널 타임 할당 정보를 상기 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  22. 제 14항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 지원 가능한 전송 속도가 상이한 두 개의 통신 채널을 시분할적으로 사용하는, 무선 통신 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 관리 패킷은 상기 두 개의 통신 채널 중 지원 가능한 전송 속도가 낮은 통신 채널을 통해서 전송되는, 무선 통신 방법.
  24. 제 14항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 비압축 비디오 데이터, 비압축 오디오 데이터, 및 비디오 정보와 오디오 정보를 포함 포함하는 비압축 데이터 중 적어도 하나의 전송을 지원하는 네트워크인, 무선 통신 방법.
  25. 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 수신하는 단계; 및
    상기 수신된 관리 패킷에 포함된 상기 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보에 따라서 상기 무선 네트워크를 관리하는 조정자에게 채널 타임 할당의 요청 여부를 제어하는 단계를 포함하는, 무선 통신 방법.
  26. 제 25항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
    상기 관리 패킷이 상기 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 경우, 소정의 시간 간격 동안 상기 조정자에게 상기 채널 타임 할당의 요청을 중지하는, 무선 통신 방법.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 시간 간격은 상기 관리 패킷이 수신된 시점에서부터 새로운 비콘 패킷이 수신되기 전까지인, 무선 통신 방법.
  28. 제 25항에 있어서,
    상기 관리 패킷은 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘 패킷인, 무선 통신 방법.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 비콘 패킷은 상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 방법.
  31. 제 29항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 방법.
  32. 제 29항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 무선 통신 방법.
  33. 제 29항에 있어서, 새로운 비콘 패킷을 수신하지 못한 경우,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 상기 조정자에게 채널 타임 할당 정보를 요청하는 단계; 및
    상기 조정자로부터 상기 채널 타임 할당 정보를 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  34. 제 33항에 있어서,
    상기 수신된 채널 타임 할당 정보에 따라서 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 방법.
  35. 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 생성하는 MAC 처리부; 및
    상기 생성된 관리 패킷을 무선 매체로 전송하는 송수신부를 포함하는, 무선 통신 장치.
  36. 제 35항에 있어서,
    상기 MAC 처리부는 상기 무선 네트워크에 속한 적어도 하나의 디바이스에게 채널 타임을 할당한 결과에 따라서 상기 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대응되는 정보를 포함하는 상기 관리 패킷을 생성하는, 무선 통신 장치.
  37. 제 35항에 있어서,
    상기 관리 패킷은 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘 패킷인, 무선 통신 장치.
  38. 제 37항에 있어서,
    상기 비콘 패킷은 상기 무선 네트워크에 속한 디바이스가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 장치.
  40. 제 38항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 장치.
  41. 제 38항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 무선 통신 장치.
  42. 제 38항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 경쟁 기반 제어 기간에 상기 디바이스로부터 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 요청하는 패킷을 수신하고, 상기 요청된 채널 타임 할당 정보를 상기 디바이스에게 전송하고,
    상기 MAC 처리부는 상기 채널 타임 할당 정보를 제공하는, 무선 통신 장치.
  43. 제 35항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 지원 가능한 전송 속도가 상이한 두개의 통신 채널을 시분할적으로 사용하는 네트워크이고,
    상기 송수신부는 상기 두개의 통신 채널 중 보다 낮은 전송 속도를 지원하는 제1 통신 채널을 사용하는 제1 물리 처리부를 포함하는, 무선 통신 장치.
  44. 제 43항에 있어서,
    상기 제1 물리 처리부는 상기 관리 패킷의 송신을 수행하는, 무선 통신 장 치.
  45. 제 43항에 있어서,
    상기 송수신부는 상기 두 개의 통신 채널 중 보다 높은 전송 속도를 지원하는 제2 통신 채널을 사용하는 제2 물리 처리부를 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  46. 제 35항에 있어서,
    상기 무선 네트워크는 비압축 비디오 데이터, 비압축 오디오 데이터, 및 비디오 정보와 오디오 정보를 포함 포함하는 비압축 데이터 중 적어도 하나의 전송을 지원하는 네트워크인, 무선 통신 장치.
  47. 무선 네트워크에 속한 디바이스에게 할당할 수 있는 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보를 포함하는 관리 패킷을 수신하는 송수신부; 및
    상기 수신된 관리 패킷에 포함된 상기 잔여 채널 타임의 존재 여부에 대한 정보에 따라서 상기 무선 네트워크를 관리하는 조정자에게 채널 타임 할당의 요청 여부를 제어하는 MAC 처리부를 포함하는, 무선 통신 장치.
  48. 제 47항에 있어서,
    상기 MAC 처리부는 상기 관리 패킷이 상기 잔여 채널 타임이 존재하지 않는다는 정보를 포함하는 경우, 소정의 시간 간격 동안 상기 조정자에게 상기 채널 타 임 할당의 요청을 중지시키는, 무선 통신 장치.
  49. 제 47항에 있어서,
    상기 시간 간격은 상기 관리 패킷이 수신된 시점에서부터 새로운 비콘 패킷이 수신되기 전까지인, 무선 통신 장치.
  50. 제 47항에 있어서,
    상기 관리 패킷은 상기 무선 네트워크에서의 채널 타임 할당 정보를 포함하는 비콘 패킷인, 무선 통신 장치.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 비콘 패킷은 상기 무선 통신 장치가 경쟁을 통해 매체를 점유할 수 있으며 고정적인 시간적 위치를 갖는 경쟁 기반 제어 기간(CBCP)에 대한 정보를 더 포함하는, 무선 통신 장치.
  52. 제 51항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 종료 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 장치.
  53. 제 51항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간에 대한 정보는 상기 경쟁 기반 제어 기간의 시작 시점에 대한 정보를 포함하는, 무선 통신 장치.
  54. 제 51항에 있어서,
    상기 경쟁 기반 제어 기간은 상기 비콘 패킷이 전송되는 비콘구간 직후에 존재하는, 무선 통신 장치.
  55. 제 51항에 있어서,
    새로운 비콘 패킷을 수신하지 못한 경우, 상기 송수신부는 경쟁 기반 제어 기간에 채널 타임 할당 정보를 요청하는 패킷을 상기 조정자에게 송신하고, 상기 조정자로부터 상기 채널 타임 할당 정보를 수신하는, 무선 통신 장치.
  56. 제 55항에 있어서,
    상기 MAC 처리부는 상기 수신된 채널 타임 할당 정보에 따라서 상기 송수신부의 데이터 송수신을 제어하는, 무선 통신 장치.
  57. 제 14항 내지 제 24항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램을 기록한 기록 매체.
  58. 제 25항 내지 제 34항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램을 기록한 기록 매체.
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