KR20100084116A

KR20100084116A - 무선 통신 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20100084116A
Application number: KR1020090129632A
Authority: KR
Inventors: 송유승; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2010-07-23

Abstract

본 발명은 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트가 하나 이상의 스테이션에 데이터를 송신하는 방법은, 고속 스테이션을 위한 고속 RTS(Ready To Send) 메시지를 방송하는 단계, 일반 스테이션을 위한 일반 RTS 메시지를 방송하는 단계, 고속 스테이션 또는 일반 스테이션이 송신한 CTS(Clear To Send) 메시지를 수신하는 단계 및 CTS 메시지를 송신한 고속 스테이션 또는 일반 스테이션에 데이터를 송신하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면 하나의 액세스 포인트가 복수의 스테이션과 동시에 병렬적인 통신을 수행함으로써 데이터 전송 속도 및 MAC의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

무선 통신, AP, STA, RTS, CTS

Description

무선 통신 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING DATA IN WIRELESS COMMUNICATION NETWORK}

본 발명은 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 통신 네트워크에서 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부의 IEEE 802.11 VHT 초고속 무선랜 무선전송 연구사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2009-F-046-01, 과제명: IEEE 802.11 VHT 초고속 무선랜 무선전송 연구].

최근 통신 기술의 발전에 따라 무선 통신 분야에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 따라 무선 랜 기술은 IEEE 802.11n까지 진화하였는데, 이는 종래의 수십 Mbps의 데이터 전송속도를 최대 600Mbps까지 향상시킨 기술이다. 더 높은 전송 속도를 보장하기 위한 차세대 무선 랜(Next Generation Wireless LAN)에 대한 연구를 위해, IEEE 802.11의 Working Group(WG)내의 TGac(Task Group)가 형성되어 Gbps의 데이터 전송이 가능한 새로운 표준을 제정하는 작업을 진행 중이다. 참고로 IEEE 802.11a/b/g 표준은 레거시(Legacy) 모드로, IEEE 802.11n 표준은 HT(High Throughput) 모드로 각각 지칭된다. 또한 IEEE 802.11ac에서 새로 논의 중인 표준은 VHT(Very High Throughput) 모드로 불리고 있다.

무선 통신 네트워크에서 데이터를 Gbps의 속도로 전송하기 위해, 대역폭을 늘이거나 더 많은 송수신 안테나를 사용하는 방법 등이 제시되고 있다. 이 중 대역폭을 확장하여 데이터 전송 속도를 높이는 방법은 MAC의 효율을 감소시키며 제한된 주파수 자원으로 인해 대역폭 확장이 용이하지 않다는 단점을 갖는다. 한편, 송수신 안테나 수를 증가시키는 방법은 송신기 혹은 수신기의 공간적 제약 혹은 크기가 불필요하게 커져야 한다는 단점을 갖는다. 따라서, Gbps의 속도를 지원하는 무선 랜 기술을 위해서는 두 방법의 단점을 적절하게 보완할 필요가 있다.

현재 TGac에서 논의되고 있는 부분 중 하나는 멀티 채널 MAC(Multi-channel MAC)지원에 대한 것이다. 종래에는 Broadcasting/Multicasting을 제외하고는 액세스 포인트(Access Point: AP)와 스테이션(Station: STA)간의 일대일 통신만이 가능하도록 하는 단일 채널(single channel)을 통해 통신하였으나, 차세대 무선 랜에서는 하나의 AP와 복수의 STA들이 동시에 통신이 가능하도록 하는 멀티 채널 MAC 기능이 추가될 것으로 보인다. 따라서 이러한 기능을 지원하기 위한 MAC 프로토콜 기술 개발이 필요하다.

본 발명은 하나의 액세스 포인트가 복수의 스테이션과 동시에 병렬적인 통신을 수행함으로써 데이터 전송 속도 및 MAC의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있는 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.

또한 본 발명은 차세대 무선 랜 규격을 지원하는 고속 스테이션 및 종래의 레거시 규격을 지원하는 일반 스테이션과의 통신이 모두 가능한 데이터 송수신 방법 및 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트가 하나 이상의 스테이션에 데이터를 송신하는 방법에 있어서, 고속 스테이션을 위한 고속 RTS(Ready To Send) 메시지를 방송하는 단계, 일반 스테이션을 위한 일반 RTS 메시지를 방송하는 단계, 고속 스테이션 또는 일반 스테이션이 송신한 CTS(Clear To Send) 메시지를 수신하는 단계 및 CTS 메시지를 송신한 고속 스테이션 또는 일반 스테이션에 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 일 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 스테이션이 액세스 포인트로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 액세스 포인트에 의해 방송된 고속 RTS 메시지를 수신하는 단계, 액세스 포인트에 CTS 메시지를 송신하는 단계 및 액세스 포인트로부터 송신된, 빔 형성이 적용된 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 스테이션에 데이터를 송신하는 장치에 있어서, 고속 스테이션을 위한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션을 위한 일반 RTS 메시지를 방송하는 송신부 및 고속 스테이션 또는 일반 스테이션이 송신한 CTS 메시지를 수신하는 수신부를 포함하고, 송신부는 CTS 메시지를 송신한 고속 스테이션 또는 일반 스테이션에 데이터를 송신하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트로부터 데이터를 수신하는 장치에 있어서, 액세스 포인트에 의해 방송된 고속 RTS 메시지를 수신하는 수신부 및 액세스 포인트에 CTS 메시지를 송신하는 송신부를 포함하고, 수신부는 액세스 포인트로부터 송신된, 빔 형성이 적용된 상기 데이터를 수신하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트가 하나 이상의 스테이션으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서, 기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 스테이션이 송신한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션이 송신한 일반 RTS 메시지를 수신하는 단계, 고속 스테이션에 고속 CTS 메시지를 송신하거나 일반 스 테이션에 일반 CTS 메시지를 송신하는 단계 및 최대 관측 시간 동안 일반 CTS 메시지를 송신하거나, 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지의 수신을 종료하고 고속 스테이션 또는 일반 스테이션으로부터 송신되는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 스테이션이 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 방법에 있어서, 기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 RTS 메시지를 액세스 포인트에 송신하는 단계, 액세스 포인트로부터 송신된 고속 CTS 메시지를 수신하는 단계, 최대 관측 시간 동안 액세스 포인트가 일반 CTS 메시지를 일반 스테이션에 송신하거나, 액세스 포인트가 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 스테이션으로부터 데이터를 수신하는 장치에 있어서, 기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 스테이션이 송신한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션이 송신한 일반 RTS 메시지를 수신하는 수신부 및 고속 스테이션에 고속 CTS 메시지를 송신하거나 일반 스테이션에 일반 CTS 메시지를 송신하는 송신부를 포함하고, 송신부가 상기 최대 관측 시간 동안 일반 CTS 메시지를 송신하거나, 수신부가 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 수신부는 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지의 수신을 종료하고 고속 스테이션 또는 일반 스테이션으로부터 송신되는 데이터를 수 신하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

또한 본 발명은 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 장치에 있어서, 기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 RTS 메시지를 액세스 포인트에 송신하는 송신부 및 액세스 포인트로부터 송신된 고속 CTS 메시지를 수신하는 수신부를 포함하고, 최대 관측 시간 동안 액세스 포인트가 일반 CTS 메시지를 일반 스테이션에 송신하거나, 액세스 포인트가 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 송신부는 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 것을 또 다른 특징으로 한다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 하나의 액세스 포인트가 복수의 스테이션과 동시에 병렬적인 통신을 수행함으로써 데이터 전송 속도 및 MAC의 스루풋(throughput)을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면 차세대 무선 랜 규격을 지원하는 고속 스테이션 및 종래의 레거시 규격을 지원하는 일반 스테이션과의 통신이 모두 가능하다는 장점이 있다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기 술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 발명은 무선 통신 네트워크, 특히 Gbps급의 속도를 지원하는 차세대 무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트와 스테이션 간에 데이터를 송수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 차세대 무선 통신 네트워크에서는 전송 속도의 향상을 위하여 액세스 포인트 또는 스테이션이 복수 개의 안테나를 갖게 되며, 이로 인해 이에 따라 본 발명에서는 하나의 액세스 포인트와 2 이상의 스테이션 간에 데이터를 병렬적으로 송수신하기 위한 MAC 프로토콜 및 이의 제어에 관해 기술한다.

본 발명에서 고려하는 또 한가지 사항은 호환성(compatibility)이다. Gbps급의 속도를 지원하는 고속 액세스 포인트는 역시 Gbps급 속도를 지원하는 고속 스테이션과의 통신뿐만 아니라, 기존의 Mbps급 또는 그 이하의 속도만을 지원하는 레거시 스테이션, 즉 일반 스테이션과의 통신 또한 가능해야 한다. 따라서 본 발명에서는 액세스 포인트가 고속 스테이션 및 일반 스테이션과의 병렬적인 통신을 수행할 수 있도록 하는 MAC 프로토콜 및 이의 제어에 관해 기술한다.

이하에서는 본 발명에 의한 데이터 송수신 방법의 실시예를 다운링크와 업링크로 나누어 보다 상세히 설명한다.

<다운링크 채널>

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 통신 네트워크의 구성도이다.

도 1은 복수의 안테나를 이용하여 무선 통신을 수행함으로써 Gbps급의 데이터 전송을 수행하는 네트워크의 구성을 나타낸다. 도 1을 참조하면, 액세스 포인트(102)(이하, AP)는 4개의 스테이션(114, 116, 118, 120)(이하 STA)과 통신을 수행한다. 전송 속도의 향상을 위해, AP(102)와 STA(114, 116, 118, 120)는 모두 2 이상의 안테나를 갖는다.

AP(102)는 먼저 각 STA(114, 116, 118, 120)에 전송할 4개의 데이터(데이터 1, 2, 3, 4)를 입력받는다. 입력된 데이터는 AP(102)에 포함된 4개의 인코더(104, 106, 108, 110)에 의해 각각 인코딩되어 데이터 스트림으로 출력된다. 이 때, 하나의 인코더에서 출력되는 데이터 스트림의 개수는 그 데이터를 전송할 안테나의 개수와 동일하다. 도 1에서, AP(102)는 총 8개의 안테나를 가지므로, 하나의 데이터는 2개의 안테나를 통해 송신될 것이다. 따라서, 각 인코더(104, 106, 108, 110)는 하나의 데이터를 입력받고 이를 인코딩하여 2개의 데이터 스트림을 출력한다.

인코더(104, 106, 108, 110)에 의해 출력된 데이터 스트림들은 프리코더(Precoder)(112)에 입력된다. 프리코더(112)는 입력된 데이터 스트림에 대하여 프리코딩을 수행한다. 프리코더(112)에 의해 프리코딩이 수행되면 각 데이터 스트림들은 서로 독립적이 되어 AP(102)와 각 STA(114, 116, 118, 120) 간에는 빔이 형성되며, 이를 통해 각 데이터들은 간섭 없이 각 STA(114, 116, 118, 120)에 전송될 수 있다.

도 1에서 각 STA(114, 116, 118, 120)는 2개의 안테나를 갖는다. AP(102)에 의해 송신된 데이터는 이 2개의 안테나에 의해 수신되고, 각 STA(114, 116, 118, 120)는 디코더를 이용하여 각자의 수신 신호를 복조하여 데이터를 획득한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 AP가 각 STA에 데이터를 전송할 때 필요한 MAC 프로토콜의 제어 과정을 도식화한 것이다. 도 2와 같은 MAC 프로토콜에 의해 전송이 결정된 각 데이터들은 도 1과 같은 PHY 계층에서 인코딩되고 물리적 안테나를 통해 무선 전송된다.

이하에서는 차세대 무선 통신 기술과 같은 고속 전송 기능, 즉 VHT(Very High Throughput) 기능을 지원하는 AP를 VHT-AP로 지칭한다. 또한 VHT 기능을 지원하는 STA, 즉 고속 STA를 VHT-STA로, VHT 기능을 지원하지 않는 종래의 레거시(Legacy) STA, 즉 일반 STA를 L-STA로 각각 지칭한다.

도 2를 통해 기술되는 실시예에서는 하나의 VHT-AP가 2개의 VHT-STA 및 2개의 L-STA에 데이터를 전송한다. DIFS 시간(202) 후에 무선 채널이 아이들(idle) 상태인 경우, VHT-AP는 백 오프(backoff)를 시작한다(204). 백 오프 후 데이터 전송이 가능한 상태인 경우, VHT-AP는 고속 RTS 메시지, 즉 muRTS(multi-user Ready To Send)를 방송한다(202). muRTS는 종래 L-STA에 송신하는 RTS와는 다른 메시지로, VHT-AP만이 복조 가능한 메시지이다. VHT-STA1 및 2에 대한 muRTS를 방송한 후, VHT-AP는 L-STA1 및 2를 위한 일반 RTS 메시지, 즉 RTS를 방송한다(206). 구현 예에 따라서는 muRTS와 RTS의 방송 순서가 서로 바뀔 수도 있다.

muRTS 또는 RTS를 수신한 VHT-AP들과 L-STA들은 VHT-AP가 데이터를 송신할 준비가 되었음을 인지한다. 그리고 이 중 데이터 수신을 원하는 VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1 만이 muRTS 또는 RTS에 대한 응답으로서 CTS를 VHT-AP에 각각 송신한다(210). 이 때 VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1는 동일한 시간에 CTS 송신을 시작할 수 있다. CTS를 수신한 VHT-AP는 CTS를 송신한 각 STA들에 데이터를 송신한다(212). 이 때 VHT-AP는 각 STA들에 대한 데이터 송신을 동일한 시간에 시작할 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, VHT-AP가 각 STA들에 데이터를 송신할 때에는 간섭을 피하기 위해 빔 형성(beam-forming)이 적용될 수 있다. 반면, muRTS, RTS 또는 CTS와 같은 제어 메시지들을 송수신할 때에는 빔 형성이 적용되지 않아도 무방하다.

그리고 VHT-AP가 송신하는 데이터에는 전송 시간 조절을 위한 널 데이터(null data)가 포함될 수 있다. 도 2에서, VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1에 전송하는 데이터의 길이는 서로 다르기 때문에, 데이터 송신이 동일한 시간에 시작되더라도 송신이 끝나는 시간은 달라지게 된다. 따라서 L-STA1과 VHT-STA2에 전송하는 데이터에는 도 2와 같이 널 데이터를 포함시켜 가장 긴 데이터인 VHT-STA1로의 데이터 길이와 동일한 길이를 갖도록 한다. 이렇게 함으로써 데이터 전송 시간 또는 전송 자원의 충돌을 막을 수 있다.

데이터 전송이 동일한 시간에 종료되면, 데이터를 수신한 STA들(VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1)은 SIFS 시간 후에 VHT-AP에 수신 확인 메시지, 즉 ACK를 송신한 다(214). 각 STA들에 의한 ACK의 송신 또한 동일한 시간에 시작될 수 있다. 이로써 VHT-AP에 의한 데이터 송신이 종료된다. 만약 이러한 과정에서 전송 실패가 발생할 경우에는 동일한 과정을 거쳐 재전송을 시도한다.

VHT-AP가 ACK를 수신한 후(214)에는 다음 데이터 송신이 진행될 수 있다. 즉 도 2와 같이 DIFS 시간 후에 백 오프를 수행한 VHT-AP는 muRTS(216)와 RTS(218)를 차례로 방송하고, VHT-STA2와 L-STA2는 이에 대한 응답으로 CTS를 VHT-AP에 송신한다(220). VHT-AP는 VHT-STA2를 위한 데이터 및 널 데이터가 포함된 L-STA2를 위한 데이터를 각각 송신하고(222), SIFS 시간 후에 이에 대한 응답으로 ACK를 수신한다(224).

< 업링크 채널>

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 통신 네트워크의 구성도이다.

도 3은 복수의 안테나를 이용하여 무선 통신을 수행함으로써 Gbps급의 데이터 전송을 수행하는 네트워크의 구성을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 4개의 STA(302, 304, 306, 308)는 AP(310)과 통신을 수행한다. 전송 속도의 향상을 위해, AP(310)와 STA(302, 304, 306, 308)는 모두 2 이상의 안테나를 갖는다.

각 STA(302, 304, 306, 308)는 먼저 AP(310)에 전송할 4개의 데이터(데이터 1, 2, 3, 4)를 입력받는다. 입력된 데이터는 각 STA(302, 304, 306, 308)에 포함된 인코더에 의해 각각 인코딩되어 데이터 스트림으로 출력된다. 이 때, 하나의 인코더에서 출력되는 데이터 스트림의 개수는 그 데이터를 전송할 안테나의 개수와 동 일하다. 도 3에서, 하나의 STA는 2개의 안테나를 통해 데이터를 송신한다. 따라서, 각 STA(302, 304, 306, 308)의 인코더는 하나의 데이터를 입력받고 이를 인코딩하여 2개의 데이터 스트림을 출력한다. 인코더에서 출력된 데이터들은 각 STA(302, 304, 306, 308)의 2개의 안테나에 매핑된 후 AP(310)로 송신된다. 이 때 STA(302, 304, 306, 308)는 무선 채널에 대한 정보를 필요로 하지 않으므로 데이터 전송 시 빔 형성을 적용할 필요가 없어 프리코딩을 수행하지 않아도 무방하다.

STA(302, 304, 306, 308)가 송신한 데이터를 수신하는 AP(310)는 통신을 수행하고자 하는 STA들이 갖는 안테나의 총 합과 같거나 많은 안테나를 가져야 한다. 만약 AP(310)가 STA들이 갖는 안테나의 총 합보다 적은 수의 안테나를 가질 경우, 복수의 STA가 송신하는 신호를 분리할 수 없는 경우가 발생할 수 있기 때문이다. 도 3에서 AP(310)는 STA(302, 304, 306, 308)가 갖는 안테나의 총 합과 같은 8개의 안테나를 갖는다.

AP(310)는 각 STA(302, 304, 306, 308)가 송신한 데이터를 수신하고, 포스트 디텍터(Post Detector)(312)에 의한 포스트 디텍션(Post Detection) 기술을 적용하여 각각의 신호를 분리할 수 있다. 포스트 디텍션 기술은 본 발명의 주요 내용과 관련성이 적으므로 자세한 설명은 생략한다. 포스트 디텍터(312)에 의해 분리된 신호들은 디코더(314, 316, 318, 320)에 입력되고, 각 디코더(314, 316, 318, 320)는 입력된 신호를 복조하여 각 데이터를 획득한다.

도 3과 같은 네트워크 구성에서, 각 STA(302, 304, 306, 308)가 AP(310)에 대한 데이터 송신을 시작하는 시간은 차이가 있을 수 있다. 하지만 STA(302, 304, 306, 308)는 동일한 시간에 데이터 송신과 데이터 수신을 동시에 수행할 수는 없으며, 이는 AP(310) 또한 마찬가지다.

이하에서는 도 4, 도 5, 도 6을 통해 본 발명에 의한 데이터 송수신 방법의 실시예를 설명한다. 이 실시예들에서는 '최대 관측 시간(Maximum Observation Interval)'을 미리 설정하고, 이 최대 관측 시간 동안 데이터를 전송하고자하는 최대한 많은 수의 STA를 모은다. 그리고 특정 조건을 만족하게 되면 이 STA들이 동시에 VHT-AP에 데이터를 전송한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에서는 2개의 VHT-STA 및 2개의 L-STA가 VHT-AP에 데이터를 전송한다. 가장 처음의 DIFS 시간 후 최대 관측 시간이 시작된다. 먼저 VHT-STA1과 VHT-STA2가 각각 muRTS를 VHT-AP에 송신한다(402). VHT-AP는 2 이상의 STA들이 동시에 신호를 전송하더라도 포스트 디텍션 기술에 의해 각각의 신호를 분리하여 복조하는 것이 가능하다. muRTS에 대한 응답으로 VHT-AP는 고속 CTS 메시지, 즉 muCTS를 VHT-STA1과 2에 송신한다(404). 이 때 VHT-STA1과 2는 VHT-AP에 데이터를 보내지 않고 기다린다. 계속해서 최대 관측 시간 중에 L-STA1이 VHT-AP에 RTS를 송신한다(406). VHT-AP는 이에 대한 응답으로 CTS를 L-STA1에 송신한다(408).

만약 이와 같이 최대 관측 시간 중에 일반 스테이션(또는 L-STA)에 의한 일반 RTS 메시지 송신, 또는 AP에 의한 일반 CTS 메시지 송신이 발생하는 경우, 본 발명에서는 최대 관측 시간이 종료되지 않았더라도 AP가 고속 RTS 메시지나 일반 RTS 메시지의 수신을 종료하게 된다. 그리고나서 AP는 그 때까지 고속 RTS 메시지 또는 일반 RTS 메시지를 송신한 고속 스테이션 또는 일반 스테이션으로부터 데이터를 전송받는다.

도 4에서 최대 관측 시간은 아직 종료되지 않았으나, L-STA1에 의한 RTS 송신(406)(또는 VHT-AP의 CTS 송신(408))이 발생하였으므로, VHT-AP는 muRTS 또는 RTS의 수신을 종료한다. 그리고나서 VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1에 의한 데이터 송신이 시작된다(410). 이 때 데이터 송신은 동일한 시간에 시작될 수 있다. 또한 전송 시간 제어를 위해, 가장 긴 데이터인 VHT-STA2의 데이터를 기준으로 하여 VHT-STA1과 L-STA1의 데이터에는 널 데이터가 삽입된다. 각각의 데이터들은 프리코딩되지 않고 전송된다.

VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1에 의한 데이터 송신이 완료되면, VHT-AP는 VHT-STA1, VHT-STA2, L-STA1에 각각 ACK를 송신한다(412). 이 때 ACK는 프리코딩을 통해 빔 형성을 적용하여 간섭 없이 각 STA에 전송될 수 있도록 한다. 또한 각 STA에 대한 ACK 송신은 동일한 시간에 시작될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

DIFS 시간 후에 최대 관측 시간이 시작되면, VHT-STA1와 L-STA1이 각각 muRTS와 RTS를 VHT-AP에 송신한다(502). 그리고 VHT-AP는 이에 대한 응답으로 CTS를 송신한다(504). 아직 최대 관측 시간이 종료되지 않았지만, L-STA1에 의한 일반 RTS 메시지 송신이 이루어졌으므로, VHT-AP는 muRTS 또는 RTS의 수신을 종료하고, 이어서 VHT-STA1과 L-STA1에 의한 데이터 송신이 시작된다(506). VHT-STA1이 송신하는 데이터에는 전송 시간 조절을 위한 널 데이터가 포함된다. 데이터 송신이 완료되면, VHT-AP는 VHT-STA1과 L-STA1에 각각 ACK를 송신한다(508). 이 때 ACK는 프리코딩을 통해 빔 형성을 적용하여 간섭 없이 각 STA에 전송될 수 있도록 한다. 또한 각 STA에 대한 ACK 송신은 동일한 시간에 시작될 수 있다.

도 4 및 도 5를 통해 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 데이터 송수신 방법에서는 최대 관측 시간 동안 데이터를 송신하고자 하는 STA를 모았다가 한꺼번에 데이터를 전송한다. 다만 최대 관측 시간 내에 L-STA에 의한 RTS 송신(또는 이에 대한 AP의 CTS 송신)이 이루어질 경우, 최대 관측 시간이 종료되지 않았더라도 그 때까지 모인 STA에 의한 데이터 송신을 시작하게 된다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.

DIFS 시간 후에 최대 관측 시간이 시작되면, VHT-STA1이 VHT-AP에 muRTS를 송신한다(602). 그리고 VHT-AP는 이에 대한 응답으로 muCTS를 송신한다(604). 이어서 VHT-STA3에 의한 muRTS 송신(606)과 VHT-AP에 의한 muCTS 송신(608), VHT-STA2에 의한 muRTS 송신(610)과 VHT-AP에 의한 muCTS 송신(612), VHT-STA4에 의한 muRTS 송신(614)과 VHT-AP에 의한 muCTS 송신(616)이 차례로 이루어진다.

도 6의 실시예에서는 VHT-AP가 최대 4개의 STA와 통신이 가능한 것으로 설정되어 있으므로, VHT-STA4에 의한 muRTS 송신(614)과 VHT-AP에 의한 muCTS 송신(616)이 끝나면 VHT-AP가 더 이상 muRTS 또는 RTS를 수신할 수 없다. 따라서 최 대 관측 시간이 종료되기 전에 데이터 송신이 시작된다(618).

또한 특정 조건(L-STA에 의한 RTS 송신 또는 이에 대한 AP의 CTS 송신)이 발생하지 않은 채로 최대 관측 시간이 종료되면, 최대 관측 시간 동안 muRTS를 송신했던 VHT-STA들에 의한 데이터 송신이 시작될 수 있다.

이 때 가장 긴 VHT-STA2의 데이터를 기준으로 나머지 VHT-STA들의 데이터에는 널 데이터가 삽입되며, 데이터 송신은 동일한 시간에 시작된다. 데이터 전송이 완료되면, VHT-AP는 ACK를 송신한다(620). 이 때 ACK는 프리코딩을 통해 빔 형성을 적용하여 간섭 없이 각 STA에 전송될 수 있도록 한다. 또한 각 STA에 대한 ACK 송신은 동일한 시간에 시작될 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 데이터 송수신 방법에서는 기본적으로 AP가 최대 관측 시간 동안 데이터를 송신하고자 하는 STA들을 모았다가 최대 관측 시간이 종료되면 STA들로부터 이 데이터들을 한꺼번에 수신한다. 하지만 최대 관측 시간 동안 특정 조건, 예를 들면 L-STA에 의한 RTS 송신 또는 이에 대한 AP의 CTS 송신, 최대 허용 가능한 수의 STA로부터의 RTS 송신 등이 발생하는 경우에는 최대 관측 시간이 종료되기 전이라도 STA에 의한 데이터 송신이 시작될 수 있다.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 통신 네트워크의 구성도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선 통신 네트워크의 구성도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 데이터 송수신 과정을 설명하기 위한 도면.

Claims

무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트가 하나 이상의 스테이션에 데이터를 송신하는 방법에 있어서,

고속 스테이션을 위한 고속 RTS(Ready To Send) 메시지를 방송하는 단계;

일반 스테이션을 위한 일반 RTS 메시지를 방송하는 단계;

상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션이 송신한 CTS(Clear To Send) 메시지를 수신하는 단계; 및

상기 CTS 메시지를 송신한 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션에 상기 데이터를 송신하는 단계를

포함하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션에 대한 상기 데이터의 송신은

동일한 시간에 시작되는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 데이터는

전송 시간 조절을 위한 널 데이터(null data)를 포함하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 데이터를 송신하기 위하여, 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션에 대한 빔을 형성하는 단계를 더 포함하는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 CTS 메시지는

동일한 시간에 송신되는 데이터 송신 방법.
제1항에 있어서,

상기 데이터 송신이 완료된 후, 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션으로부터 송신된 수신 확인 메시지를 동시에 수신하는 단계를 더 포함하는 데이터 송신 방법.
무선 통신 네트워크에서 스테이션이 액세스 포인트로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

상기 액세스 포인트에 의해 방송된 고속 RTS 메시지를 수신하는 단계;

상기 액세스 포인트에 CTS 메시지를 송신하는 단계; 및

상기 액세스 포인트로부터 송신된, 빔 형성이 적용된 상기 데이터를 수신하는 단계를

포함하는 데이터 수신 방법.
무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 스테이션에 데이터를 송신하는 장치에 있어서,

고속 스테이션을 위한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션을 위한 일반 RTS 메시지를 방송하는 송신부; 및

상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션이 송신한 CTS 메시지를 수신하는 수신부를 포함하고,

상기 송신부는 상기 CTS 메시지를 송신한 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션에 상기 데이터를 송신하는 데이터 송신 장치.
무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트로부터 데이터를 수신하는 장치에 있어서,

액세스 포인트에 의해 방송된 고속 RTS 메시지를 수신하는 수신부; 및

상기 액세스 포인트에 CTS 메시지를 송신하는 송신부를 포함하고,

상기 수신부는 상기 액세스 포인트로부터 송신된, 빔 형성이 적용된 상기 데이터를 수신하는 데이터 수신 장치.
무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트가 하나 이상의 스테이션으로부터 데이터를 수신하는 방법에 있어서,

기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 스테이션이 송신한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션이 송신한 일반 RTS 메시지를 수신하는 단계;

상기 고속 스테이션에 고속 CTS 메시지를 송신하거나 상기 일반 스테이션에 일반 CTS 메시지를 송신하는 단계; 및

상기 최대 관측 시간 동안 상기 일반 CTS 메시지를 송신하거나, 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지의 수신을 종료하고 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션으로부터 송신되는 상기 데이터를 수신하는 단계를

포함하는 데이터 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 데이터는

상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션으로부터 동일한 시간에 송신되기 시작하는 데이터 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 데이터는

전송 시간 조절을 위한 널 데이터를 포함하는 데이터 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 데이터 수신이 완료된 후, 수신 확인 메시지를 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션에 동시에 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
제10항에 있어서,

상기 최대 관측 시간이 종료될 때까지 상기 일반 CTS 메시지를 송신하지 않은 경우, 상기 최대 관측 시간 종료 후에 상기 고속 스테이션으로부터 송신되는 상기 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 데이터 수신 방법.
무선 통신 네트워크에서 스테이션이 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 방법에 있어서,

기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트에 송신하는 단계;

상기 액세스 포인트로부터 송신된 고속 CTS 메시지를 수신하는 단계;

상기 최대 관측 시간 동안 상기 액세스 포인트가 일반 CTS 메시지를 일반 스테이션에 송신하거나, 상기 액세스 포인트가 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 상기 액세스 포인트에 상기 데이터를 송신하는 단계를

포함하는 데이터 송신 방법.
제15항에 있어서,

상기 최대 관측 시간이 종료될 때까지 상기 액세스 포인트가 상기 일반 CTS 메시지를 송신하지 않은 경우, 상기 최대 관측 시간 종료 후에 상기 액세스 포인트에 상기 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 데이터 송신 방법.
무선 통신 네트워크에서 하나 이상의 스테이션으로부터 데이터를 수신하는 장치에 있어서,

기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 스테이션이 송신한 고속 RTS 메시지 또는 일반 스테이션이 송신한 일반 RTS 메시지를 수신하는 수신부; 및

상기 고속 스테이션에 고속 CTS 메시지를 송신하거나 상기 일반 스테이션에 일반 CTS 메시지를 송신하는 송신부를 포함하고,

상기 송신부가 상기 최대 관측 시간 동안 상기 일반 CTS 메시지를 송신하거나, 상기 수신부가 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 상기 수신부는 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지의 수신을 종료하고 상기 고속 스테이션 또는 상기 일반 스테이션으로부터 송신되는 상기 데이터를 수신하는 데이터 수신 장치.
제17항에 있어서,

상기 최대 관측 시간이 종료될 때까지 상기 송신부가 상기 일반 CTS 메시지를 송신하지 않은 경우, 상기 수신부는 상기 최대 관측 시간 종료 후에 상기 고속 스테이션으로부터 송신되는 상기 데이터를 수신하는 데이터 수신 장치.
무선 통신 네트워크에서 액세스 포인트에 데이터를 송신하는 장치에 있어서,

기 설정된 최대 관측 시간 동안 고속 RTS 메시지를 상기 액세스 포인트에 송 신하는 송신부; 및

상기 액세스 포인트로부터 송신된 고속 CTS 메시지를 수신하는 수신부를 포함하고,

상기 최대 관측 시간 동안 상기 액세스 포인트가 일반 CTS 메시지를 일반 스테이션에 송신하거나, 상기 액세스 포인트가 상기 고속 RTS 메시지 또는 상기 일반 RTS 메시지를 더 이상 수신할 수 없는 경우, 상기 송신부는 상기 액세스 포인트에 상기 데이터를 송신하는 데이터 송신 장치.
제19항에 있어서,

상기 최대 관측 시간이 종료될 때까지 상기 액세스 포인트가 상기 일반 CTS 메시지를 송신하지 않은 경우, 상기 송신부는 상기 최대 관측 시간 종료 후에 상기 액세스 포인트에 상기 데이터를 송신하는 데이터 송신 장치.