KR20080022208A - 스마트 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 데이터를송수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

스마트 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 데이터를송수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

스마트 안테나를 가지며 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법 및 장치는 제1 WTRU가 제2 WTRU에 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하는 단계를 포함한다. 제2 WTRU는 RFA 프레임을 수신하고, 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정한다. 제1 WTRU는 상기 선호 안테나로 데이터프레임을 송신한다.

Description

스마트 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS TO TRANSMIT AND RECEIVE DATA IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM HAVING SMART ANTENNAS}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터의 송신 및 수신에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 스마트 안테나를 갖는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송신 및 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
액세스 포인트(AP) 기반의 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN)에서, 다수의 스테이션(STA)들은 임의의 주어진 시간에 주어진 AP와 연관될 수 있다. 다중 액세스 방식이 802.11 WLAN에서와 같은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)인 경우, 임의의 STA는 임의의 주어진 시간에 자신의 연관된 AP에 데이터 패킷(“프레임”이라고도 불림)을 송신할 수 있다. 통상적으로, AP는 패킷의 매체 액세스 제어(MAC; medium access control) 헤더에 포함된 소스 어드레스에 기초하여, 패킷이 완전히 수신되어 디코딩된 후에 자신의 연관된 STA들 중 어느 STA가 패킷을 송신하였는지 결정한다. 이러한 결정을 하기 위하여, AP는 일반적으로 MAC 헤더 및 MAC 페이로드를 둘 다 커버하는 에러 검출 비트가 보통 패킷 전송의 끝에서 수신되기 때문에 전체 패킷을 수신해야 한다.
AP는 또한 STA-대-AP 전송 뿐만 아니라 AP-대-STA 전송의 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio)(그리고 그에 따라 처리율 및/또는 커버리지)를 향상시키기 위하여 스마트 안테나를 구비할 수 있다. 본 문헌에서 용어 “스마트 안테나”는 예를 들어 상이한 방향으로 향함으로써 상이한 방사 패턴을 갖는 N개의 안테나의 집합을 언급할 수 있고, 또는 스마트 안테나는 복수의 개별 방향으로 빔을 송신할 수 있는 전방향성(omni-directional) 안테나를 포함할 수 있다.
보통, 노드(AP 또는 STA)의 송신기 또는 수신기는 상대측과 통신하기 위해 가장 적합한 안테나 또는 빔을 선택한다. 가장 적합한 빔은 통상적으로 노드가 또 다른 특정 노드에 데이터 패킷을 송신하고 있는 전용 접속의 경우 수신 노드에서 가장 높은 신호 대 잡음 간섭 비(SINR; signal-to-noise-plus-interference ratio)를 야기하는 것이다.
또한, 메시 아키텍처에서 STA와 유사한 메시 포인트(MP; Mesh Point)도 수신 신호의 신호 대 잡음 비를 향상시키기 위하여 또는 간섭 감소와 같은 다른 목적을 위해 스마트 안테나를 구비할 수 있다.
하나보다 많은 STA가 AP와 연관되는 경우, 802.11에서의 다중-액세스 방식은 AP에서 패킷의 수신을 위한 가장 적합한 빔의 선택을 어렵게 할 수 있다. 이는 STA가 AP에 대하여 임의의 방향에 위치될 수 있기 때문이다. 그 결과, 가장 적합한 빔은 상이한 STA들에 대해 동일하지 않을 수 있다. 패킷의 수신을 완료하기 전에는 STA의 아이덴티티가 알려지지 않기 때문에, AP는 패킷의 수신을 위해 어느 안테나 또는 빔을 선택할지 결정하기 위해 이 정보를 사용할 수 없다. 메시 아키텍처에서 MP가 하나보다 많은 다른 MP에 링크될 수 있는 경우 MP에 대하여 동일한 문제점이 존재한다.
이러한 어려움에 대처하기 위하여, 여러 가지 대안들이 채용될 수 있다. 그러나, 각각의 대안에는 단점이 존재한다. 예를 들어, AP는 모든 패킷 수신을 위해 자신을 전방향성 빔의 사용으로 한정시킬 수 있지만, 스마트 안테나의 사용으로부터 잠재적인 이득을 손실할 것이다.
대안으로, AP는 동시에 다수의 빔으로부터의 신호를 사용하여, 그들을 결합하거나 그들 중에서 최적의 것을 선택할 수 있다. 그러나, 이 해결책에 대한 단점은 다수의 빔으로부터의 신호가 복조되어야 하기 때문에, 수신기의 복잡성을 증가시킨다는 것이다.
또 다른 대안으로, AP는 패킷 수신의 시작 직후에 연속적인 방식으로 자신의 모든 이용가능한 빔 사이에서 전환하고, 최적의 신호 품질이 되는 빔을 골라 패킷 수신의 나머지 기간 동안에는 이 빔으로 전환할 수 있다. 이러한 접근은 AP가 일부 비트를 잘못 수신할 위험성을 안고 있으며, 특정 패킷에 대해서는 가장 적당하지 않은 빔을 통하여 순환함으로써 패킷의 손실을 초래한다는 단점을 갖는다.
다른 대안으로는 AP가 전방향성 안테나를 사용하여 (패킷의 MAC 헤더에 포함된) 송신자의 MAC 어드레스의 디코딩을 시도한 다음, 나머지 패킷에 대해서는 이 방식으로 식별된 특정 STA에 대해 가장 적합한 빔을 사용할 수 있는 것이다. 이러한 접근에 의한 문제점은 MAC 헤더가 패킷의 나머지 부분과 같은 전송률로 송신된다는 것이다. 전방향성 안테나가 MAC 페이로드에 대하여 충분한 신호 품질을 위한 충분한 이득을 제공하지 못하면, MAC 헤더는 바르게 디코딩되지 않을 것이다. 반대의 경우에는 애초에 스마트 안테나를 사용할 필요가 없을 것이다.
또 다른 대안으로, STA는 송신 요구/송신 가능(RTS/CTS; Request-to-Send/Clear-to-Send) 절차를 사용하여 매 패킷을 송신하도록 될 수 있다. 이로 인해 AP는 데이터 패킷의 도달 이전에 송신 STA를 식별할 수 있을 것이다. 그러나, 이는 RTS 및 CTS 패킷의 오버헤드로 인해 상당한 처리율 불이익을 감수해야 하며, 스마트 안테나를 사용하는 목적을 잠재적으로 무효로 하는 효과를 갖게 된다.
AP는 연속적으로 상이한 빔을 사용하여 STA를 폴링(poll)할 수 있다. 그러나 무선 LAN에서와 같이 버스티(bursty) 트래픽을 갖는 시스템에서 각각의 빔에 소비할 시간을 예측하려고 하는 것이 마땅하지가 않고, 또한 STA가 그들에게 차선이지만 인식가능한 빔을 사용하여 송신되는 폴링에 응답하는 것을 막기 어렵다. 이는 섀도잉(shadowing)과 같이 안테나 패턴과 무선 환경의 불규칙성 사이에 불가피한 중복으로 인한 것이다.
또 다른 대안은 AP가 MAC 프레임의 수신에 사용해야 할 빔을 결정할 수 있도록 물리 계층 컨버전스 프로토콜(PLCP; Physical Layer Convergence Protocol) 헤더에 식별자를 추가하는 것일 수 있다. 이 식별자는 빔 식별자 또는 스테이션 식별자에 대응할 수 있다. 이 해결책은 최소한의 오버헤드를 가질 수 있지만, WLAN 프로토콜의 하위 계층의 변화를 수반하며, 이는 어떤 시나리오에서는 수용가능하지 않을 수 있다.
상기의 해결책 중 일부와 연관된 또 다른 문제점은, AP가 프레임이 발신되는 STA를 식별할 수 있으면 AP가 이 STA로부터 패킷을 수신할 때 사용해야 할 빔을 자동적으로 알 것이라는 가정에 의존한다는 것이다. 이는 AP가 프레임의 송신 및 수신 이전에 빔 스캐닝 절차를 수행한 경우에만 해당될 수 있다. 사실상 AP가 이미 이러한 빔 스캐닝 절차를 수행한 경우라 해도, AP는 각각의 STA가 이동할 수 있고 RF 환경이 변할 수 있기 때문에 어느 빔이 원하는 STA로부터 패킷의 수신을 최대화할 것인지 결정할 수 없을 수 있다.
메시 네트워크에서 MP가 스마트 안테나를 구비하는 경우 상기의 모든 문제점이 존재함을 주목하여야 한다. AP와 마찬가지로, MP는 이웃하는 MP들과 같은 다수의 WLAN 노드로부터 패킷을 수신할 수 있다. 따라서 통상적인 802.11 시스템에서 사용되는 경합(contention) 기반 모드와 유사한 액세스 메커니즘을 사용한 메시 시스템에서, 스마트 안테나를 구비한 MP는 패킷이 송신되기 이전에 어느 MP가 다음의 패킷을 송신할 것인지 알기 위한 수단을 갖지 않는다. 따라서 이는 패킷의 수신시 MP의 스마트 안테나 특성의 사용에 걸림돌이 된다.
따라서 종래 기술의 무선 시스템의 단점을 극복하는 방법 및 장치가 존재한다면 바람직할 것이다.
스마트 안테나를 가지며 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법 및 장치는 제1 WTRU가 제2 WTRU에 안테나 요청(RFA; Request for Antenna) 프레임을 송신하는 단계를 포함한다. 제2 WTRU는 RFA 프레임을 수신하고, 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정한다. 그 다음 제1 WTRU는 상기 양호한 안테나로 데이터프레임을 송신한다.
첨부 도면을 참조하여 볼 때 앞서 기재한 설명 뿐만 아니라 본 발명의 바람직한 실시예의 다음 상세한 설명이 보다 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 무선 통신 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따라 도 1의 무선 통신 시스템에서 스마트 안테나를 사용한 데이터의 송수신 방법을 수행하도록 구성된 한 쌍의 WTRU의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나 요청(RFA) 프레임이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 도 1의 무선 통신 시스템에서의 데이터의 송수신 방법의 흐름도를 도시한다.
이하, 용어 "무선 송수신 유닛" 또는 "WTRU"는 스테이션(STA), 사용자 기기(UE), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 호출기, 액세스 포인트(AP), 기지국, 노드-B, 사이트 제어기, 메시 포인트(MP) 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 기타 유형의 디바이스를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따라 구성된 무선 통신 시스템(100)을 도시한다. 무선 통신 시스템(100)은 서로 무선 통신할 수 있는 복수의 WTRU(110)를 포함한다. WTRU(110)는 MP, AP, STA, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다.
도 2는 본 발명에 따라 무선 통신 시스템(100)에서 스마트 안테나를 사용하여 데이터의 송신 및 수신을 위한 방법을 수행하도록 구성된 한 쌍의 WTRU(110)(110' 및 110''로 지정됨)의 블록도를 도시한다. 예시를 위하여, WTRU(110')는 STA WTRU일 수 있으며, WTRU(110'')는 AP WTRU일 수 있다. 또한, 예를 들어 메시 네트워크에서는 WTRU(110)는 둘 다 MP일 수 있다.
통상적인 WTRU의 컴포넌트에 더하여, WTRU(110')는 스마트 안테나를 이용하여 데이터 패킷을 송신 및 수신하도록 구성된 프로세서(115), 프로세서(115)와 통신하는 수신기(116), 프로세서(115)와 통신하는 송신기(117), 및 수신기(116)와 송신기(117)의 둘 다와 통신하는 안테나(118)를 포함한다. 안테나(118)는 복수의 다중 지향성 안테나, 위상 배열 안테나를 형성하는 복수의 안테나 요소, 또는 전방향성 전송이 가능한 단일 안테나일 수 있다.
마찬가지로, 통상적인 WTRU의 컴포넌트에 더하여, WTRU(110'')는 스마트 안테나를 이용하여 데이터 패킷을 송신 및 수신하도록 구성된 프로세서(125), 프로세서(125)와 통신하는 수신기(126), 프로세서(125)와 통신하는 송신기(127), 및 수신기(126)와 송신기(127)의 둘 다와 통신하는 안테나(128)를 포함한다. 안테나(128)는 복수의 다중 지향성 안테나, 위상 배열 안테나를 형성하는 복수의 안테나 요소, 또는 전방향성 전송이 가능한 단일 안테나일 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 안테나 요청(RFA) 프레임(300)이다. RFA 프레임(300)은 프레임 제어 필드(310), 기간 필드(320), 수신기 어드레스(RA) 필드(330), 송신기 어드레스(TA) 필드(340), 요청 안테나 ID 필드(350), 전송(TX) 길이 필드(360), 데이터 레이트 필드(370), 및 프레임 체크시퀀스(FCS) 필드(380)를 포함한다. RFA 프레임(300)은 제어 프레임 또는 관리 프레임일 수 있다.
프레임 제어 필드(310), RA 필드(330), TA 필드(340), 및 FCS 필드(380)는 통상적인 매체 액세스 제어(MAC) 프레임에서 발견된다. 일반적으로, 프레임 제어 필드(310)는 일반적으로 데이터 유형을 식별하고, RA 필드(330)는 수신기 디바이스의 어드레스를 포함하고, TA 필드(340)는 송신기 디바이스의 어드레스를 포함하고, FCS 필드(380)는 통상적으로 전송 에러 정보를 포함한다. 기간 필드(320)는 각각의 STA가 자신의 프레임을 송신하는 데 필요로 하는 시간을 나타내기 위해 WTRU로 하여금 네트워크 할당 벡터(NAV)의 업데이트를 수행할 수 있게 한다.
TX 길이 필드(360)는 WTRU(110)로 하여금 AP와 통신하는 STA와 같은 또 다른 WTRU(110)에게 WTRU(110)가 얼마나 오랫동안 매체에서 송신할 것인지 추정하여 이를 전달하도록 해준다. 즉, TX 길이 필드(360)는 WTRU(110)가 전송 매체에 액세스하는 시간 동안 송신할 패킷 단편(fragment)을 포함하는 모든 패킷에 대한 전송 시간 요건을 기술하는 데이터를 포함한다. 따라서, 이 필드에 포함된 정보는 기간 필드(320)에 있는 것과 상이할 것이다. 예를 들어, WTRU(110)가 송신할 세 개의 단편을 갖는 단편화된 전송의 경우, 기간 필드(320)는 WTRU(110)가 제2 단편에 이어서 ACK 후에 매체에 액세스하고 있을 기간을 표시할 수 있다. 그러나, TX 길이 필드(360)는 WTRU(110)가 마지막 단편의 ACK의 끝까지 전송을 위해 매체에 액세스하고 있을 추정된 기간을 전달할 것이다. 모든 단편에 대한 전송 시간이 TX 길이 필드(360)에서는 덧셈 및 합산되기 때문에, 이 예는 전송 기회(TXOP; Transmission Opportunity) 내에 802.11e 가능형 WTRU에 의한 다중 패킷의 전송에 적용가능하다. 이 정보는 또한 스케쥴링 목적으로 AP에 의해 사용될 수 있지만, AP의 NAV를 업데 이트하기 위해 AP에 의해 사용되어서는 안된다.
데이터 레이트 필드(370)는 WTRU(110)가 TX 길이 필드(360)에서 전달된 기간의 추정시 사용되는 데이터 레이트를 통신할 수 있게 한다.
요청 안테나 ID 필드(350)는 WTRU(110)가 인식하는 어느 빔 또는 안테나가 AP에서 최적의 송신 및 수신 성능을 제공할 것인지를 다른 WTRU에 전달하기 위해 WTRU(110)에 의해 이용된다. 따라서, STA WTRU는 어느 안테나 또는 빔이 무선 링크의 성능을 최대화할 것인지 AP WTRU에게 표시해줄 것이다. 요청 안테나 ID 필드(350)는 WTRU(110)가 전송을 위한 특정 빔, 안테나 또는 패턴을 필요로 하지 않음을 다른 WTRU에 표시하는 데이터를 포함할 수도 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 무선 통신 시스템(100)에서 WTRU(110' 및 110'')에 의해 데이터(400)를 송신 및 수신하는 방법의 흐름도를 도시한다. WTRU(110' 및 110'')는 또한 각각 제1 WTRU 및 제2 WTRU로 언급될 수도 있다.
제1 WTRU(110')가 무선 통신 시스템(100)에 액세스하면, 제1 WTRU(110')는 제2 WTRU(110'')가 스마트 안테나를 구비하는지의 여부를 판정한다(단계 410). 제1 WTRU(110')는 다양한 방법으로 이를 달성할 수 있다. 예를 들어, 제1 WTRU(110')는 연관 기간 동안 또는 제2 WTRU(110'')에 송신하여 그로부터 수신되는 문의, 비컨, 프로브 응답 또는 기타 신호에 의해 정보를 획득할 수 있다.
제2 WTRU(110'')가 스마트 안테나 특성을 갖고 있지 않은 경우(단계 420), 제1 WTRU(110')는 스마트 안테나의 사용에 상관없이 제2 WTRU(110'')에 데이터 프레임으로 자신의 데이터를 송신한다(단계 480).
제2 WTRU(110'')가 스마트 안테나 특성을 갖는 경우(단계 420), 제1 WTRU(110')는 스마트 안테나의 사용이 전송 성능을 향상시킬 것인지의 여부를 판정한다(단계 430). 예를 들어 제1 WTRU(110')는 제2 WTRU(110'')로부터 특정 안테나 ID를 포함하는 비컨과 함께 데이터 패킷을 수신할 수 있다. 이 경우, 제1 WTRU(110')는 패킷이 수신된 파워를 분석하고, 패킷을 송신한 안테나 ID에 그 파워를 연관시킬 수 있다. 이 분석으로부터, 제1 WTRU(110')는 임의의 특정 안테나로부터 송신된 패킷이 임의의 다른 안테나로부터 송신된 것보다 우수한 성능을 산출할 것인지의 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, 특정 안테나로부터 송신된 패킷이 다른 안테나보다 우수한 성능을 산출한다면, 스마트 안테나의 사용은 가치가 있을 것이다. 마찬가지로, 신호 대 잡음 비, 신호 대 간섭 비 및 에러율은 안테나들 사이에 비교될 수 있다. 어떠한 특정 안테나도 임의의 다른 것보다 우수한 성능을 산출하지 않는다면, 스마트 안테나의 사용은 가치가 없을 것이다.
단계 430에서 스마트 안테나의 사용이 성능을 향상시키지 않는 경우, 제1 WTRU(110')는 스마트 안테나의 사용에 상관없이 제2 WTRU(110'')에 데이터프레임으로 자신의 데이터를 송신한다(단계 480). 제1 WTRU(110')는 또한 요청 안테나 ID 필드(350)를, 제1 WTRU(110')가 임의의 특정 빔, 패턴 또는 안테나가 송신 및 수신에 사용될 필요가 없음을 제2 WTRU(110'')에게 표시하는 값으로 채울 수 있다. 제1 WTRU(110')는 또한 TA 필드(340)를 자신의 식별자(자신의 MAC 어드레스일 수 있음)로, RA 필드(330)를 제2 WTRU(110'')의 식별자[제2 WTRU(110'')의 MAC 어드레스일 수 있음]로, 기간 필드(320)를 예상되는 전송 시간으로 채울 수 있다.
제1 WTRU(110')가 스마트 안테나의 사용이 성능을 향상시킬 것이라고 판정하지만(단계 430), 어느 안테나 빔이 성능을 최대화할 것인지 알지 못하는 경우(단계 440), 제1 WTRU(110')는 요청 안테나 ID 필드(350)를 NULL 예비(reserved) 필드로 채워, 제1 WTRU(110')가 어느 안테나 빔이 성능을 최대화할 것인지 인식하지 못함을 제2 WTRU(110'')에게 표시하고, 제2 WTRU(110'')에 RFA 프레임(300)을 송신한다(단계 450).
제1 WTRU(110')가 스마트 안테나의 사용이 성능을 향상시킬 것이라고 판정하고(단계 430), 어느 안테나 빔이 성능을 최대화할 것인지 아는 경우(단계 440), 제1 WTRU(110')는 TA필드(340)를 자신의 식별자(자신의 MAC 어드레스일 수 있음)로, RA 필드(330)를 제2 WTRU(110'')의 식별자[제2 WTRU(110'')의 MAC 어드레스일 수 있음]로, 요청 안테나 ID 필드(350)를 전송을 위한 선호 안테나 빔으로, 기간 필드(320)를 RFA 프레임(300), 데이터프레임, ACK 및 프레임간 간격의 전송을 나타내는 예상 전송 시간으로 채운다. 그 다음 제1 WTRU(110')는 제2 WTRU(110'')에 RFA 프레임(300)을 송신한다(단계 460).
제2 WTRU(110'')는 제1 WTRU(110')로부터 RFA 프레임(300)을 수신한다. 제2 WTRU(110'')는 RA 필드(330)로부터 그것이 의도된 수신기인지, TA 필드(340)의 식별자에 의해 제1 WTRU(110')가 RFA 프레임(300)을 송신했는지를 판정하고, 요청 안테나 ID 필드(350)로부터 만약 있다면 어느 안테나 빔을 제1 WTRU(110')가 전송용으로 사용하는 것을 선호하는지를 판정한다. 그 다음 제2 WTRU(110'')는 제1 WTRU(110')로부터 데이터 전송을 수신하기 위한 선호 안테나 빔을 결정하고, 그에 따라 수신을 위한 자신의 안테나(128)를 구성하고, RFA 프레임(300)의 기간 필드(320)의 값에 따라 자신의 NAV를 업데이트한다(단계 470).
제2 WTRU(110'')가 선호 안테나 빔을 결정할 수 있는 한가지 방법은 이전에 수행된 빔 스캐닝 절차이다. 이는 특히 요청 안테나 ID 필드(350)가 NULL 값 또는 선호 안테나 빔이 없음을 표시하는 값으로 채워진 경우 유용할 수 있다.
대안으로, 제2 WTRU(110'')는 RFA 프레임(300)의 요청 안테나 ID 필드(350)에서 제1 WTRU(110')에 의해 요청되는 안테나 빔을 이용하도록 결정할 수 있다. 예를 들어 제1 WTRU(110')가 이동 중이였거나, 상당한 시간 동안 아무 패킷을 송신하지 않은 경우와 같이, 제1 WTRU(110')가 어느 안테나 빔이 성능을 최대화할 것인지를 결정하는 데 보다 최적의 위치에 있기 때문에, 제2 WTRU(110'')는 제1 WTRU(110')에 의해 요청된 안테나 빔을 이용할 수 있다.
단계 490에서, 제1 WTRU(110')는 짧은 프레임간 간격을 기다린 다음, 자신의 데이터를 송신한다.
실제 데이터 전송 이전에 어느 WTRU가 데이터를 송신하고 있는지 제2 WTRU(110'')가 알 수 있게 함으로써, 무선 통신 시스템(100)은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 또는 임의의 기타 계층에 대한 아무 변경 없이 제2 WTRU(110'')의 스마트 안테나의 이용을 이용한다. RTS/CTS 핸드쉐이킹의 이용이 또한 바이패스된다.
상기 실시예들의 특징은 WTRU 상에서 실행하는 애플리케이션과 같이 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제1 WTRU(110') 및 제2 WTRU(110'')의 프로 세서(115 및 125)는 각각 방법(400)에서 기술된 단계 중 임의의 단계를 수행하도록 구성될 수 있고, 그들 각각의 송신기, 수신기 및 안테나를 사용하여 프레임 및 데이터를 송신한다. 특징은 또한 집적 회로(IC)에 통합될 수 있고, 또는 다수의 상호접속 컴포넌트를 구성하는 회로에 구성될 수 있다.
상기 실시예들은 데이터 링크 계층에서 무선 리소스 관리(RRM) 및 무선 리소스 제어(RRC)에 적용가능하고, 소프트웨어로서 또는 MAC 칩셋으로 또한 구현될 수도 있다.
본 발명의 특징 및 구성요소는 특정 조합으로 바람직한 실시예에서 기술되었지만, 각각의 특징 또는 구성요소는 (바람직한 실시예의 다른 특징 및 구성요소 없이) 단독으로 사용될 수 있고, 또는 본 발명의 다른 특징 및 구성요소와 함께 또는 본 발명의 다른 특징 및 구성요소 없이 다양한 조합으로 사용될 수 있다.
실시예
1. 스마트 안테나를 가지며 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법.
2. 실시예 1에 있어서, 제1 WTRU가 제2 WTRU에 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
3. 실시예 1 또는 실시예 2에 있어서, 제2 WTRU가 RFA 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
4. 실시예 1 내지 실시예 3 중 어느 하나에 있어서, 제2 WTRU가 데이터프레 임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
5. 실시예 1 내지 실시예 4 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 선호 안테나로 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
6. 실시예 1 내지 실시예 5 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 제2 WTRU에 문의 신호를 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
7. 실시예 1 내지 실시예 6 중 어느 하나에 있어서, 문의 신호는 제2 WTRU의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
8. 실시예 1 내지 실시예 7 중 어느 하나에 있어서, RFA 프레임은 프레임 제어 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드 및 프레임 체크시퀀스 필드 중 임의의 필드를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
9. 실시예 1 내지 실시예 8 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 수신기 어드레스 필드를 제2 WTRU를 식별할 식별자로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
10. 실시예 1 내지 실시예 9 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 송신기 어드레스 필드를 상기 제1 WTRU를 식별할 식별자로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
11. 실시예 1 내지 실시예 10 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 요청 안테나 ID 필드를 선호 안테나 식별자로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
12. 실시예 1 내지 실시예 11 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 기간 필드를 RFA 프레임, 데이터프레임, 확인응답(ACK) 및 짧은 프레임간 간격의 전송을 나타내는 값으로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
13. 실시예 1 내지 실시예 12 중 어느 하나에 있어서, 안테나 요청 ID 필드의 값은 NULL 값 또는 선호 안테나가 없다는 값인 것인 데이터의 송수신 방법.
14. 실시예 1 내지 실시예 13 중 어느 하나에 있어서, 제2 WTRU는 RFA 프레임의 요청 안테나 ID 필드의 선호 안테나에 기초하여 선호 안테나를 선택하는 것인 데이터의 송수신 방법.
15. 실시예 1 내지 실시예 14 중 어느 하나에 있어서, 제1 WTRU가 데이터프레임을 송신하기 이전에 짧은 프레임간 간격을 기다리는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
16. 실시예 1 내지 실시예 15 중 어느 하나에 있어서, 제2 WTRU가 데이터프레임을 수신하도록 자신의 안테나를 구성하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
17. 실시예 1 내지 실시예 16 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 데이터의 송수신 방법.
18. 실시예 1 내지 실시예 17 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
19. 실시예 1 내지 실시예 18 중 어느 하나에 있어서, 선호 안테나를 선택하 는 단계는 선호 안테나 빔을 선택하는 단계를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
20. 실시예 1 내지 실시예 19 중 어느 하나에 있어서, 제2 WTRU가 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
21. 실시예 1 내지 실시예 20 중 어느 하나에 있어서, RFA 프레임은 제어 프레임으로서 구현되는 것인 데이터의 송수신 방법.
22. 실시예 1 내지 실시예 21 중 어느 하나에 있어서, RFA 프레임은 관리 프레임으로서 구현되는 것인 데이터의 송수신 방법.
23. 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송신 및 수신하는 방법으로서, 수신기 WTRU가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부를 판정하는 단계를 포함하는 데이터의 송수신 방법.
24. 실시예 23에 있어서, 수신기가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
25. 실시예 23 또는 실시예 24에 있어서, 수신기가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계는, 상기 수신기 WTRU가 스마트 안테나 특성을 소유하지 않는 경우 스마트 안테나에 상관없이 상기 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
26. 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송신 및 수신하는 방법으로서, 스마트 안테나의 사용에 의한 전송 성능의 향 상을 판정하는 단계를 포함하는 데이터의 송수신 방법.
27. 실시예 26에 있어서, 전송 성능의 향상 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
28. 실시예 26 또는 실시예 27에 있어서, 전송 성능 향상 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계는, 스마트 안테나의 사용이 성능 향상을 제공하지 않는 경우 스마트 안테나에 상관없이 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
29. 실시예 1 내지 실시예 28 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는 WTRU.
30. 실시예 1 내지 실시예 28 중 어느 한 항의 방법을 수행하도록 구성되는 메시 포인트(MP).
31. 스마트 안테나를 가지며 복수의 WTRU를 포함하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송신 및 수신하기 위한 방법을 수행하도록 구성되는 무선 송수신 유닛(WTRU).
32. 실시예 31에 있어서, 수신기를 더 포함하는 WTRU.
33. 실시예 31 또는 실시예 32에 있어서, 송신기를 더 포함하는 WTRU.
34. 실시예 31 내지 실시예 33 중 어느 하나에 있어서, 수신기 및 송신기와 동작가능하게 연결된 프로세서를 더 포함하는 WTRU.
35. 실시예 31 내지 실시예 34 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하도록 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 WTRU.
36. 실시예 31 내지 실시예 35 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 수신기로부터 RFA 프레임을 수신하도록 구성되는 것인 WTRU.
37. 실시예 31 내지 실시예 36 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하도록 구성되는 것인 WTRU.
38. 실시예 31 내지 실시예 37 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 선호 안테나로 데이터프레임을 송신하도록 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 WTRU.
39. 실시예 31 내지 실시예 38 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 다른 WTRU에 문의 신호를 송신하도록 구성되는 것인 WTRU.
40. 실시예 31 내지 실시예 39 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 WTRU에 WTRU의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 문의 신호를 송신하도록 구성되는 것인 WTRU.
41. 실시예 31 내지 실시예 40 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 RFA 프레임의 프레임 제어 필드, 기간 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드 및 프레임 체크시퀀스 필드 중 임의의 필드를 채우도록 구성되는 것인 WTRU.
42. 실시예 31 내지 실시예 41 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임을 송신하기 위한 안테나 요청 ID 필드를 채우도록 구성되는 것인 WTRU.
43. 실시예 31 내지 실시예 42 중 어느 하나에 있어서, 수신기 및 송신기와 유효하게 통신하는 안테나를 더 포함하는 WTRU.
44. 실시예 31 내지 실시예 43 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 WTRU.
45. 실시예 31 내지 실시예 44 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 WTRU.
46. 실시예 31 내지 실시예 45 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임을 수신하도록 안테나를 구성하도록 구성되는 것인 WTRU.
47. 실시예 31 내지 실시예 46 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하도록 구성되는 것인 WTRU.
48. 스마트 안테나를 가지며 복수의 MP를 포함하는 무선 통신 시스템에서 데이터를 송신 및 수신하는 방법을 수행하도록 구성되는 메시 포인트(MP).
49. 실시예 48에 있어서, 수신기를 더 포함하는 MP.
50. 실시예 48 또는 실시예 49에 있어서, 송신기를 더 포함하는 MP.
51. 실시예 48 내지 실시예 50 중 어느 하나에 있어서, 수신기 및 송신기에 동작가능하게 연결된 프로세서를 더 포함하는 MP.
52. 실시예 48 내지 실시예 51 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하도록 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 MP.
53. 실시예 48 내지 실시예 52 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 수신기로부터 RFA 프레임을 수신하도록 구성되는 것인 MP.
54. 실시예 48 내지 실시예 53 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하도록 구성되는 것인 MP.
55. 실시예 48 내지 실시예 54 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 선호 안 테나로 데이터프레임을 송신하도록 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 MP.
56. 실시예 48 내지 실시예 55 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 다른 WTRU에 문의 신호를 송신하도록 구성되는 것인 MP.
57. 실시예 48 내지 실시예 56 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 WTRU에 WTRU의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 문의 신호를 송신하도록 구성되는 것인 MP.
58. 실시예 48 내지 실시예 57 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 RFA 프레임의 프레임 제어 필드, 기간 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드 및 프레임 체크시퀀스 필드 중 임의의 필드를 채우도록 구성되는 것인 MP.
59. 실시예 48 내지 실시예 58 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임을 송신하기 위한 안테나 요청 ID 필드를 채우도록 구성되는 것인 MP.
60. 실시예 48 내지 실시예 59 중 어느 하나에 있어서, 수신기 및 송신기와 유효하게 통신하는 안테나를 더 포함하는 MP.
61. 실시예 48 내지 실시예 60 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 MP.
62. 실시예 48 내지 실시예 61 중 어느 하나에 있어서, 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 MP.
63. 실시예 48 내지 실시예 62 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 데이터프레임을 수신하도록 안테나를 구성하도록 구성되는 것인 MP.
64. 실시예 48 내지 실시예 63 중 어느 하나에 있어서, 프로세서는 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하도록 구성되는 것인 MP.

Claims (37)

  1. 스마트 안테나를 가지며 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법으로서,
    제1 WTRU가 제2 WTRU에 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하는 단계;
    상기 제2 WTRU가 상기 RFA 프레임을 수신하는 단계;
    상기 제2 WTRU가 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 WTRU가 상기 선호 안테나로 상기 데이터프레임을 송신하는 단계
    를 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 WTRU가 상기 제2 WTRU에 문의 신호를 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 문의 신호는 상기 제2 WTRU의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 RFA 프레임은 프레임 제어 필드, 기간 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드 및 프레임 체크시퀀스 필드를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 WTRU가 상기 수신기 어드레스 필드를 상기 제2 WTRU를 식별할 식별자로, 상기 송신기 어드레스 필드를 상기 제1 WTRU를 식별할 식별자로, 상기 요청 안테나 ID 필드를 선호 안테나 식별자로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 WTRU가 상기 기간 필드를 상기 RFA 프레임, 상기 데이터프레임, 확인응답(ACK) 및 짧은 프레임간 간격(short interframe space)의 전송을 나타내는 값으로 채우는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 안테나 요청 ID 필드의 값은 NULL 값 또는 선호 안테나가 없다는 값인 것인 데이터의 송수신 방법.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2 WTRU는 상기 RFA 프레임의 요청 안테나 ID 필드의 선호 안테나에 기초하여 상기 선호 안테나를 선택하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 WTRU가 상기 데이터프레임을 송신하기 이전에 짧은 프레임간 간격을 기다리는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 WTRU가 상기 데이터프레임을 수신하도록 자신의 안테나를 구성하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 데이터의 송수신 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 선호 안테나를 선택하는 단계는 선호 안테나 빔을 선택하는 단계를 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 WTRU가 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하는 단계를 더 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 RFA 프레임은 제어 프레임으로서 구현되는 것인 데이터의 송수신 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 RFA 프레임은 관리 프레임으로서 구현되는 것인 데이터의 송수신 방법.
  16. 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법으로서,
    수신기 WTRU가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 수신기가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계
    를 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 수신기가 스마트 안테나 특성을 소유하는지의 여부 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계는, 상기 수신기 WTRU가 스마트 안테나 특성을 소유하 지 않는 경우 스마트 안테나에 상관없이 상기 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  18. 스마트 안테나를 가지며 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 데이터를 송신 및 수신하는 방법으로서,
    상기 스마트 안테나의 사용에 의한 전송 성능의 향상을 판정하는 단계; 및
    상기 전송 성능의 향상 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계
    를 포함하는 데이터의 송수신 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전송 성능의 향상 판정에 기초하여 데이터프레임을 송신하는 단계는, 상기 스마트 안테나의 사용이 성능 향상을 제공하지 않는 경우 스마트 안테나에 상관없이 상기 데이터프레임을 송신하는 단계를 더 포함하는 것인 데이터의 송수신 방법.
  20. 스마트 안테나를 가지며, 데이터를 송신 및 수신하기 위한 방법을 수행하도록 구성되는 복수의 무선 송수신 유닛(WTRU)을 포함하는 무선 통신 시스템에서, 각각의 WTRU는
    수신기;
    송신기; 및
    상기 수신기 및 상기 송신기와 동작가능하게 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하도록 상기 송신기를 제어하고, 상기 수신기로부터 상기 RFA 프레임을 수신하고, 데이터프레임 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하고, 상기 선호 안테나로 상기 데이터프레임을 송신하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 WTRU.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 프로세서는 다른 WTRU에 문의 신호를 송신하도록 더 구성되고, 상기 문의 신호는 상기 다른 WTRU의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 것인 WTRU.
  22. 청구항 20에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 RFA 프레임의 프레임 제어 필드, 기간 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드, 및 프레임 체크시퀀스 필드를 채우도록 더 구성되는 것인 WTRU.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 요청 안테나 ID 필드를 상기 데이터프레임을 송신하기 위한 선호 안테나 식별자로 채우도록 구성되는 것인 WTRU.
  24. 청구항 20에 있어서,
    상기 수신기 및 상기 송신기와 유효하게 통신하는 안테나를 더 포함하는 WTRU.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 WTRU.
  26. 청구항 24에 있어서,
    상기 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 WTRU.
  27. 청구항 24에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터프레임을 수신하도록 상기 안테나를 구성하도록 더 구성되는 것인 WTRU.
  28. 청구항 20에 있어서,
    상기 프로세서는 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하도록 더 구성되는 것인 WTRU.
  29. 스마트 안테나를 가지며, 데이터를 송신 및 수신하기 위한 방법을 수행하도록 구성되는 복수의 메시 포인트(MP)를 포함하는 무선 통신 시스템에서, 각각의 MP 는
    수신기;
    송신기; 및
    상기 수신기 및 상기 송신기와 동작가능하게 연결된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 안테나 요청(RFA) 프레임을 송신하도록 상기 송신기를 제어하고, 상기 수신기로부터 상기 RFA 프레임을 수신하고, 데이터베이스 전송을 수신할 선호 안테나를 결정하고, 상기 선호 안테나로 상기 데이터프레임을 송신하도록 상기 송신기를 제어하도록 구성되는 것인 MP.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 프로세서는 다른 MP에 문의 신호를 송신하도록 더 구성되고, 상기 문의 신호는 상기 다른 MP의 스마트 안테나 특성에 대한 질문을 포함하는 것인 MP.
  31. 청구항 29에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 RFA 프레임의 프레임 제어 필드, 기간 필드, 수신기 어드레스 필드, 송신기 어드레스 필드, 요청 안테나 ID 필드, 송신 길이 필드, 데이터 레이트 필드, 및 프레임 체크시퀀스 필드를 채우도록 더 구성되는 것인 MP.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 요청 안테나 ID 필드를 상기 데이터프레임을 송신하기 위한 선호 안테나 식별자로 채우도록 구성되는 것인 MP.
  33. 청구항 29에 있어서,
    상기 수신기 및 상기 송신기와 유효하게 통신하는 안테나를 더 포함하는 MP.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 안테나는 위상 배열 안테나인 것인 MP.
  35. 청구항 33에 있어서,
    상기 안테나는 복수의 지향성 안테나를 포함하는 것인 MP.
  36. 청구항 33에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이터프레임을 수신하도록 상기 안테나를 구성하도록 더 구성되는 것인 MP.
  37. 청구항 29에 있어서,
    상기 프로세서는 네트워크 할당 벡터(NAV)를 업데이트하도록 더 구성되는 것인 MP.
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