KR20120048651A - Ｍｕ－ｍｉｍｏ를 지원하는 다중 프레임 전송 방법 및 장치 - Google Patents

Ｍｕ－ｍｉｍｏ를 지원하는 다중 프레임 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

MU-MIMO(Multi User Multiple Input Mutlpe Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서의 다중 프레임 전송방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하는 것을 포함하되, 상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점은 일치하고, 상기 제2 프레임의 전송시작 시점과 상기 제4 프레임의 전송시작 시점은 일치한다.

Description

ＭＵ－ＭＩＭＯ를 지원하는 다중 프레임 전송 방법 및 장치{Method and apparatus for multiple frame transmission for supporting MU-MIMO}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 MU-MIMO(multi user multiple input, multiple output)를 지원하는 무선랜 시스템에서 다중 프레임(다중 프레임) 전송방법 및 이를 지원하는 무선장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
WLAN 기술의 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802가 1980년 2월에 설립된 이래, 많은 표준화 작업이 수행되고 있다. 초기의 WLAN 기술은 IEEE 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 호핑, 대역 확산, 적외선 통신 등으로 1~2Mbps의 속도를 지원한 이래, 최근에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 적용하여 최대 54Mbps의 속도를 지원할 수 있다. 이외에도 IEEE 802.11에서는 QoS(Quality for Service)의 향상, 액세스 포인트(Access Point) 프로토콜 호환, 보안 강화(Security Enhancement), 무선 자원 측정(Radio Resource measurement), 차량 환경을 위한 무선 접속(Wireless Access Vehicular Environment), 빠른 로밍(Fast Roaming), 메쉬 네트워크(Mesh Network), 외부 네트워크와의 상호작용(Interworking with External Network), 무선 네트워크 관리(Wireless network Management) 등 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 또한, 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs, Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 뿐만 아니라, 속도를 증가시키기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)을 사용할 수도 있다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 그런데, IEEE 802.11n 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)/물리계층(Physical Layer, PHY) 프로토콜은 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하는데 있어서 효과적이지 못하다. 왜냐하면, IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜은 단일 STA, 즉 하나의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 갖는 STA의 동작을 위한 것이어서, 기존의 IEEE 802.11n의 MAC/PHY 프로토콜을 그대로 유지하면서 프레임의 처리량을 증가시킬수록 이에 따라 부가적으로 발생하는 오버헤드(Overhead)도 증가하기 때문이다. 결국, 기존의 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜, 즉 단일 STA 아키텍쳐를 그대로 유지하면서 무선 통신 네트워크의 쓰루풋을 향상시키는 것은 한계가 있다.
따라서 무선 통신 네트워크에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 달성하기 위해서는 기존의 단일 STA 아키텍쳐인 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜과는 다른 새로운 시스템이 요청된다. VHT(Very High Throughput) 무선랜 시스템은, IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다.
VHT 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 VHT STA들이 동시에 채널에 접근하여 사용하는 것을 허용한다. 이를 위해 다중 안테나를 이용한 MU-MIMO(multi user multiple input multiple output) 방식의 전송을 지원한다. VHT AP는 복수의 VHT STA에게 공간 다중화(spatial multiplexing)된 데이터를 전송하는 SDMA(spatial division multiple access) 전송이 가능하다.
그런데, MU-MIMO를 지원하는 무선랜 시스템에서 복수의 STA에게 동시에 프레임을 전송하는 경우 각각의 STA에 대하여 전송하여야 할 데이터의 양이 다름으로 인해 각 STA간의 동기화가 유지되지 못할 수 있으며 이는 무선자원 이용의 효율을 떨어뜨리고 STA의 복잡도를 높여 구현비용을 증가시키는 문제를 초래할 수 있다. 이러한 문제는 복수의 STA 각각에 대하여 다중 프레임을 전송하는 경우 더 심하게 나타날 수 있는데 이러한 문제점을 해결하기 위한 프레임 전송방법에 대한 고려가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, MU-MIMO를 지원하는 무선랜 시스템에서 다중 프레임 전송방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, MU-MIMO를 지원하는 무선랜 시스템에서 다중 프레임 전송방법을 지원하는 무선장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 있어서, MU-MIMO(Multi User Multiple Input Mutlpe Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서의 다중 프레임 전송방법은 제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및 제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하는 것을 포함하되, 상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점은 일치하고, 상기 제2 프레임의 전송시작 시점과 상기 제4 프레임의 전송시작 시점은 일치한다.
상기 제1 프레임의 길이와 상기 제3 프레임의 길이의 차이만큼 상기 제1 프레임과 상기 제3 프레임 중 짧은 프레임에 널 데이터를 패딩하여 상기 제1 프레임의 길이와 상기 제3 프레임의 길이를 같도록 할 수 있다.
상기 제1 프레임 및 제3 프레임은 A-MPDU 포맷일 수 있다.
상기 제1 프레임을 구성하는 각 A-MPDU 서브프레임은 후속하는 A-MPDU가 널 데이터인지 여부를 지시하는 널 비트를 포함할 수 있다.
상기 제1 스테이션은 상기 널 비트가 상기 널 비트를 포함하는 A-MPDU 서브프레임에 후속하는 A-MPDU 서브프레임이 널 데이터임을 지시하는 경우, 상기 널 비트를 포함하는 A-MPDU 서브프레임에 후속하는 A-MPDU 서브프레임은 폐기될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, MU-MIMO(Multi User Multiple Input Mutlpe Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서, AP(Access Point)에 의해 수행되는, 다중 프레임 전송방법은 제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및 제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하는 것을 포함하되, 상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점은 일치하고, 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임간의 간격 및 상기 제3 프레임과 상기 제4 프레임간의 간격은 OFDM 심볼 구간의 배수로 설정된다.
상기 OFDM 심볼구간은 4㎲일 수 있다.
상기 제1 STA 및 상기 제2 STA는 상기 AP로부터 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임간의 간격 및 상기 제3 프레임과 상기 제4 프레임간의 간격이 OFDM 심볼 구간의 배수로 설정되어 전송됨을 지시하는 IFS 설정 정보를 수신할 수 있다.
상기 IFS 설정정보는 비콘 프레임을 통하여 상기 제1 STA 및 상기 제2 STA에게 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 다중 프레임을 전송하는 AP는 다중 프레임을 전송하는 송수신기 및 상기 송수신기와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및 제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하도록 설정되고, 상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점을 일치시키고, 상기 제2 프레임의 전송시작 시점과 상기 제4 프레임의 전송시작 시점을 일치시키도록 설정된다.
다중 프레임을 전송함에 있어 오버헤드를 줄여 무선자원 활용의 효율을 높이고, 무선장치의 복잡도를 낮춰 구현비용을 절감할 수 있다.
도 1은 MU-MIMO 방식에 의한 프레임 전송의 일례를 보여준다.
도 2는 다중 프레임 전송의 일례를 나타낸 도면이다.
도 3은 SDMA 전송에서 각 STA에게 전송되는 프레임간의 동기화가 유지되지 아니하는 문제점을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 프레임 전송을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명이 제안하는 동기화된(synchronized) 다중 프레임 전송 방식의 일례를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 널 데이터 패딩에 사용되는 A-MPDU 서브 프레임 포맷의 일례이다.
도 7는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선장치의 일례를 나타낸 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예가 구현되는 WLAN(wireless local area network) 시스템은 적어도 하나의 BSS(basic service set)을 포함한다. BSS는 서로 통신하기 위해 성공적으로 동기화된 스테이션(station, STA)의 집합이다. BSS는 독립(Independent) BSS(IBSS)와 인프라스트럭쳐(Infrastructure) BSS로 분류할 수 있다.
BSS는 적어도 하나의 STA과 AP(access point)를 포함한다. AP는 BSS내의 STA 각각 무선매체(wireless medium)를 통해 연결을 제공하는 기능 매체이다. AP는 집중 제어기(centralized controller), BS(base station), 스케줄러 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
STA은 IEEE 802.11 표준을 만족하는 MAC(medium access control) 및 PHY(wireless-medium physical layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체이다. STA는 AP 또는 non-AP STA 일 수 있으나, 이하에서 별도로 표시하지 않는 한 non-AP STA를 지칭한다. STA는 UE(user equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), 휴대용 기기, 인터페이스 카드 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
STA은 VHT-STA, HT-STA 및 L(Legacy)-STA으로 구분될 수 있다. HT-STA는 IEEE 802.11n을 지원하는 STA을 말하고, L-STA는 IEEE 802.11n의 하위 버전, 예를 들어 IEEE 802.11a/b/g을 지원하는 STA을 말한다. L-STA는 non-HT STA라고도 한다.
이하에서 AP로부터 STA에 대한 전송을 하향링크 전송(downlink transmission)이라 하고, STA으로부터 AP로의 전송을 상향링크 전송(uplink transmission)이라 하며, 복수의 STA에 대하여 공간 다중화(spatial multiplexing)된 SDMA 데이터를 전송하는 것을 SDMA 전송이라 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하향링크 전송의 경우를 예를 들어 설명하나, 본 발명이 제안하는 다중 프레임 전송방법은 상향링크 전송에 있어서도 동일한 방식으로 적용될 수 있다.
도 1은 MU-MIMO 방식에 의한 프레임 전송의 일례를 보여준다.
도 1의 예에서 AP(100)는 STA 1(110), STA 2(120), 및 STA 3(130)에 대하여 공간 다중화된 SDMA DATA(104)를 MU-MIMO(multi user - multiple input, multiple output) 전송한다.
STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130) 각각에 대하여 전송되는 데이터 프레임은 복수의 PPDU(physical layer convergence procedure(PLCP) Protocol Data Unit)일 수 있다. 이하에서 AP가 복수의 PPDU를 SIFS(short interframe space) 또는 RIFS(reduced interframe spacing) 간격으로 연속적으로 전송하는 다중 프레임 전송(Multiple frame transmission)이라 한다.
AP(100)는 SDMA 전송에 앞서 SDMA 전송의 대상이 되는 STA과의 채널추정(channel estimation)을 위하여 TRQ(Training request) 프레임(102)을 전송한다. TRQ 프레임(102)에는 SDMA 전송의 대상이 되는 STA을 지시하는 정보와 전송기간(transmission duration)을 지시하는 정보가 포함될 수 있다. TRQ 프레임(102)을 수신한 STA은 TRQ 프레임(102)에 포함된 SDMA 전송의 대상이 되는 STA을 지시하는 정보로부터 자신이 SDMA 전송의 대상 STA인지 판단하고, 자신이 전송 대상 STA가 아닌 경우 전송기간(transmission duration)을 지시하는 정보를 기반으로 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하여 전송기간(transmission duration)동안 채널 접근(channel access)를 연기(defer)할 수 있다.
만일, 자신이 전송대상 STA인 경우 해당 STA과 AP와의 채널 추정에 사용되는 사운딩(Sounding) PPDU를 AP로 전송한다. 도 1의 예에서 STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130)은 전송대상 STA으로서 각각 Sounding PPDU(112), Sounding PPDU(122), Sounding PPDU(132)를 AP(100)에게 전송한다.
Sounding PPDU(112), Sounding PPDU(122), 및 Sounding PPDU(132)를 수신한 AP(100)는 수신한 Sounding PPDU를 이용하여 채널추정을 수행한다. 이후 AP는 채널추정 결과를 바탕으로 STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130)에게 SDMA DATA(104)를 SDMA 전송한다.
STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130)은 SDMA DATA(104)를 수신하고 확인응답으로 Block ACK(114), Block ACK(124), 및 Block ACK(134)를 AP로 전송한다.
이때, AP(100)가 STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130)에 전송할 데이터의 양은 서로 다를 수 있다. 다시 말해서 서로 다른 길이를 갖는 데이터 프레임이 STA 1(110), STA 2(120) 및 STA 3(130) 각각에게 동시에 전송될 수 있다. 이때, 무선자원을 효율적으로 활용하기 위하여 SDMA 전송 구간(transmission duration)의 범위내에서 복수의 데이터 프레임을 연속적으로 전송하는 다중 프레임 전송이 이루어질 수 있다.
도 2는 다중 프레임 전송의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1의 SDMA DATA(104)는 도 1의 STA 1(110)로 전송되는 SDMA DATA (210)과 STA 2(120)로 전송되는 SDMA DATA (220), SDMA DATA (221) 및 SDMA DATA (222), STA 3(130)으로 전송되는 SDMA DATA(230) 및 SDMA DATA (231)로 구성될 수 있다.
도 2의 예에서 STA 2(120)으로 전송되는 SDMA 데이터 프레임(220)은 SDMA 전송기간에 비하여 짧은 길이를 갖는다. 이에 따라 SDMA 전송기간 동안 추가로 SDMA DATA(221), SDMA DATA(222)를 연속적으로 더 전송할 수 있다.
도 2에서와 같이 SDMA 전송기간 동안 STA 1(110)에게 SDMA DATA(210)이 전송되고 STA 2(120)에게 SDMA DATA(220), SDMA DATA(221), 및SDMA DATA(222)이 다중 프레임 전송되는 경우 각 STA으로 동시에 전송되는 SDMA DATA간 동기화 유지여부가 문제될 수 있다.
도 3은 SDMA 전송에서 각 STA에게 전송되는 프레임간의 동기화가 유지되지 아니하는 문제점을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2의 200 부분을 확대한 것이다. 데이터 프레임은 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼(symbol) (도 3의 IFFT/FFT Period)과 심볼간 간섭을 피하기 위한 보호 간격(Guard Interval, GI)로 구성된다. IEEE 802.11n 표준에 의할 때, IFFT/FFT 기간(period)은 3.2㎲이며 GI는 0.8㎲이다. 이하에서 IFFT/FFT 기간과 GI를 합쳐 OFDM 심볼 구간(symbol duration)이라 하기로 한다. 즉, IEEE 802.11n 표준에서 OFDM 심볼 구간은 4.0㎲이다.
도 3에서 STA 1에게 전송되는 SDMA DATA 210과 STA 2에게 전송되는 SDMA DATA 220은 동시에 전송이 시작된다. SDMA DATA 220의 전송이 끝나기 전까지 동일한 길이를 갖는 OFDM 심볼 구간이 반복되면서 STA 1과 STA 2의 동기화는 유지된다. 도 3에는 나타내지 아니하였으나 STA 3에게 전송되는 SDMA DATA 230도 마찬가지로 동기화가 유지된다.
그런데, SDMA DATA 220의 전송이 끝나고 뒤이어 연속적으로 SDMA DATA 221의 전송이 시작되면 SDMA DATA 210과 SDMA DATA 221은 동기화가 유지되지 않는다. 이는 SDMA DATA 220에 이어 연속적으로 전송되는 SDMA DATA 221은 SDMA DATA 220 전송 이후 RIFS(300) 이후 전송이 이루어지기 때문이다. IEEE 802.11n 표준에 의하면 RIFS(300)는 2㎲이다. 이후 SDMA DATA 210과 SDMA DATA 221은 서로 동기화가 유지되지 않는데, 이는 수신 STA 측에서 신호의 간섭 레벨(interference level)이 높아지고 구현상의 복잡도(complexity)가 높아지는 문제점을 초래한다. 따라서 SDMA 전송을 지원하는 무선랜 시스템에서의 다중 프레임 전송에서 각 STA에게 전송되는 데이터 프레임간의 동기화를 유지하기 위한 방법이 필요하다.
도 4는 본 발명이 제안하는 slotted RIFS의 일례를 보여주는 그림이다.
상술한 다중 프레임 전송에서 나타나는 각 STA에게 전송되는 프레임간 동기화가 유지되지 아니하는 문제점은 다중 프레임 전송에서 IFS(Inter-Frame Space)로 RIFS를 적용함에 따라 생겨난다. IEEE 802.11n 표준에 의하면 RIFS는 2㎲이며, 이는 OFDM 심볼구간의 배수가 아니다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 IFS를 OFDM 심볼기간의 배수로 설정할 것을 제안한다. 이 경우 다중 프레임 전송에 있어서 프레임간 간격은 IEEE 802.11n 표준에 의한 RIFS, 즉 2㎲가 아닌 OFDM 심볼기간(4㎲)의 배수인 0㎲, 4㎲, 8㎲, … 등이 될 수 있다. 이하에서 본 발명이 제안하는 OFDM 심볼기간(4㎲)의 배수로 설정되는 새로운 IFS를 slotted RIFS라 하기로 한다. slotted RIFS라는 명칭은 임의적인 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다중 프레임 전송을 보여주는 것으로 slotted RIFS(400)는 4㎲로 설정되었다. 도 3의 예에서와 달리 SDMA DATA 220과 SDMA DATA 221의 프레임간 간격으로 4㎲의 slotted RIFS(400)가 적용된 결과 SDMA DATA 210과 SDMA DATA 221은 여전히 동기화를 유지할 수 있게 된다.
본 발명이 제안하는 Slotted RIFS는 MU-MIMO에서 다중 프레임 전송을 위해 사용될 수 있으며, SU-MIMO에서의 다중 프레임 전송에 있어서는 slotted RIFS 이외에도 RIFS가 사용될 수 있다.
AP는 Slotted RIFS의 사용가능 여부를 STA들에게 알려줄 수 있다. 일례로, Slotted RIFS의 사용가능 여부를 알리는 Slotted RIFS 비트(bit)를 포함하는 VHT 운용 정보 요소(VHT operation information element)를 STA에게 전송할 수 있다. VHT 운용 정보 요소는 IEEE 802.11 표준의 프로브 응답 프레임(probe response frame 또는 비콘 프레임(beacon frame) 등에 포함되어 STA에게 전송될 수 있다. 프로브 응답 프레임 또는 비콘 프레임을 수신한 STA은 VHT 운용 정보 요소의 Slotted RIFS 비트로부터 Slotted RIFS를 사용할 수 있는지 여부를 알 수 있다. Slotted RIFS 비트가 0으로 설정된 경우 Slotted RIFS는 사용될 수 없으며, 이 때 다중 프레임 전송에서 IFS는 SIFS로 설정될 수 있다. IEEE 802.11a/n 표준에 의할 때, SIFS는 16㎲로 OFDM 심볼기간(4㎲)의 배수이다. Slotted RIFS bit이 1로 설정된 경우 다중 프레임 전송에서 IFS는 slotted RIFS가 사용되고 따라서, 다중 프레임 전송은 Slotted RIFS 간격으로 발생하게 된다.
한편, IEEE 802.11n 표준은 오버헤드를 줄이기 위하여 선택적으로 짧은(short) GI를 사용할 수 있도록 하고 있다. 짧은 GI는 0.4㎲로 PLCP 헤더(Header)의 시그널(signal, SIG) 필드에 짭은 GI의 사용여부를 지시하는 필드의 설정에 따라 데이터 필드에 사용될 수 있다. 짧은 GI는 데이터 필드에 사용되므로 짧은 GI가 사용되는 경우 PLCP 헤더와 DATA 필드에 사용되는 OFDM 심볼 구간이 달라질 수 있다. 다시 말해서, PLCP 헤더에 사용되는 OFDM 심볼 구간은 4.0㎲임에 반해, DATA 필드에 사용되는 OFDM 심볼 구간은 3.6㎲가 된다.
짧은 GI가 사용되는 경우 다중 프레임 전송에 있어, 동기화를 유지하려면 모든 STA에 대하여 전송되는 프레임에 짧은 GI가 사용되어야 한다. 도 1의 예에서 STA 1에 대하여 전송되는 프레임에 짧은 GI가 사용되면, STA 2, STA 3에 대해 전송되는 프레임에도 짧은 GI가 사용되어야 한다. 다시 말해서 SDMA 전송에 있어서 모든 공간 스트림에는 동일한 GI가 사용되어야 한다. 더불어 짧은 GI는 데이터 필드에만 적용되므로 다중 프레임 전송에 있어서 각각의 프레임은 그 전송시작 시점을 동일하게 설정하여야 한다. 따라서, 짧은 GI가 사용되는 경우 본 발명이 제안하는 slotted RIFS를 IFS로 사용하는 것만으로는 다중 프레임 전송에서 동기화가 유지되지 않는 문제를 해결할 수 없다.
도 5는 본 발명이 제안하는 동기화된(synchronized) 다중 프레임 전송 방식의 일례를 보여준다.
본 발명이 제안하는 동기화된 다중 프레임 전송 방식은 다중 프레임 전송에서 각 프레임의 전송시작 시점을 동기화하여 전송하는 것이다. 다시 말해서, AP가 STA 1에게 다중 프레임 전송하는 데이터 프레임 510과 데이터 프레임 515를 전송하고 STA 2에게 다중 프레임 전송하는 데이터 프레임 520과 데이터 프레임 525를 전송할 때, 데이터 프레임 520의 전송이 먼저 끝난 경우, RIFS 또는 SIFS 이후 다음 프레임 525를 전송하지 아니한다. AP는 데이터 프레임 510의 전송이 끝나기를 기다려 데이터 프레임 510 이후에 전송되는 데이터 프레임 515의 전송이 시작될 때, 데이터 프레임 525의 전송을 시작한다. 즉, 데이터 프레임 515의 전송시작 시점과 데이터 프레임 525의 전송시작 시점을 t_n+1(570)로 일치시킨다. 다중 프레임 전송에 있어 각 프레임의 전송 시작 시점은 도 5에서와 같이 t_n(560), t_n+1(570)으로 일치시켜 전송된다. STA 1, STA 2, STA 3에 대하여 전송되는 프레임의 전송시작 시점은 일치시키고, 어느 한 STA에 대한 전송이 먼저 끝나더라도 나머지 STA에 대한 전송이 끝난 이후에 다음 프레임을 다시 그 전송시작 시점을 일치시켜 전송한다. 이를 통해 짧은 GI를 사용하는 경우에도 각 STA에게 전송되는 프레임간의 동기화가 유지될 수 있다.
도 5의 예에서 데이터 프레임 515, 데이터 프레임 525, 및 데이터 프레임 535의 전송시작 시점을 t_n+1(570)로 일치시키기 위하여 널 데이터 패딩(null data padding)이 사용될 수 있다. 먼저 전송이 끝나는 데이터 프레임 520 및 데이터 프레임 530에 대하여 데이터 프레임 510과 전송 종료 시점이 같도록 하기 위하여 PAD(521)을 데이터 프레임 520에, PAD(531)을 데이터 프레임 530에 패딩(padding) 하는 것이다. 널 데이터 패딩을 통해 STA 1, STA 2 및 STA 3에 대하여 전송되는 프레임의 길이를 같도록 할 수 있다.
널 데이터 패딩의 일례로 PAD 521 및, PAD 531은 아무런 데이터를 포함하지 않는 0의 bit 열일 수 있다. 다른 일례로 널 데이터 패딩에 A-MPDU(aggregate MAC protocol data unit)을 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 널 데이터 패딩에 사용되는 A-MPDU 서브 프레임 포맷의 일례이다.
본 발명의 실시예에 따른 널 데이터 패딩에 사용되는 A-MPDU 서브 프레임은 MPDU Delimiter(610), MPDU(620), Pad(630)을 포함한다. Pad(630)은 A-MPDU의 마지막 A-MPDU 서브프레임을 제외하고 각 A-MPDU 서브프레임의 길이를 4 octet의 배수로 만들기 위하여 부가된다. MPDU Delimiter(610)는 4 octets의 길이를 가질 수 있다. 표 1은 MPDU Delimiter 필드(610) 구조(structure)의 일례이다.
MPDU delimiter Field (610) 크기(Size)
(bilts)		 내용(Description)
Reserved(611) 3
Null(612) 1 뒤따르는 MPDU가 널 데이터임을 지시.
MPDU length(613) 12 옥텟(octets) 단위의 MPDU 길이
CRC(614) 8 앞선 16비트의 8비트 CRC
Delimiter Signature(615) 8 딜리미터(delimiter)를 스캐닝(scanning)할 때, MPDU 딜리미터를 검축하는데 사용될 수 있는 패턴
고유 패턴(unique pattern)은 ‘0x4E’ 값으로 설정될 수 있음.
표 1의 필드 명칭은 임의적인 것이며, 일부 필드가 추가되거나 생략될 수 있다. 널 필드(Null field, 612)은 1비트의 크기를 가질 수 있으며, 1로 설정되면 이어서 전송되는 MPDU는 널 데이터임을 지시할 수 있다.
AP는 어느 STA에게 전송할 MPDU를 집성(aggregation)하고 더 이상 집성할 MPDU가 없거나, 수신 STA의 A-MPDU 크기 제한으로 인해 더 이상 A-MPDU 크기를 늘릴 수 없는 경우 전송 시작 시점을 일치시키기 위하여 널 패딩이 사용된다. AP는 A-MPDU 서브프레임의 null bit을 1로 설정하고 이후 전송되는 MPDU는 널 데이터를 전송한다.
STA은 A-MPDU를 수신하고 A-MPDU의 각 A-MPDU 서브프레임의 널 비트를 확인한다. 널 비트가 1로 설정되어 있음을 확인하면 이후 전송되는 A-MPDU 서브프레임은 널 데이터임을 알게 되고, STA은 이후 전송되는 A-MPDU 서브프레임을 버퍼에 저장하지 아니하고, 바로 폐기(discard)할 수 있다.
도 7는 본 발명의 실시예가 구현되는 무선장치의 일례를 나타낸 블록도이다. 무선장치(700)는 AP 또는 non-AP 스테이션일 수 있다.
무선장치(700)은 프로세서(710), 메모리(720) 및 송수신기(730)를 포함한다. 송수신기(730)는 무선신호를 송신/수신하되, IEEE 802.11의 물리계층이 구현된다. 송수신기(730)는 다중 안테나를 이용하여 MIMO 전송을 지원할 수 있다. 프로세서(710)는 송수신기(730)와 기능적으로(operatively) 연결되어, IEEE 802.11의 MAC 계층 및 물리계층을 구현한다. 프로세서(710)가 전술한 방법 중 AP의 동작을 처리할 때, 무선장치(700)는 AP가 된다. 프로세서(710)가 전술한 방법 중 STA의 동작을 처리할 때, 무선장치(700)는 STA이 된다.
프로세서(710)에 구현된 무선장치의 MAC 계층은 상술한 다중 프레임을 생성하고, 상술한 A-MPDU 서브프레임을 집성하여 A-MPDU를 생성한다. A-MPDU는 PLCP 계층, PMD 계층을 거쳐 송수신부(730)를 통해 전송된다. 본 발명에 따른 멀티채널에서의 프레임 전송방법을 지원하는 MAC 계층 PHY 계층은 각각 모듈화 하여 프로세서(710) 및 송수신기(730)에 구현될 수 있다.
프로세서(710) 및/또는 송수신기(730)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(720)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(720)에 저장되고, 프로세서(710)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(720)는 프로세서(710) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(710)와 연결될 수 있다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. MU-MIMO(Multi User Multiple Input Mutlpe Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서의 다중 프레임 전송방법에 있어서,
    제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및
    제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하되,
    상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점은 일치하고,
    상기 제2 프레임의 전송시작 시점과 상기 제4 프레임의 전송시작 시점은 일치하는, 다중 프레임 전송방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 프레임의 길이와 상기 제3 프레임의 길이의 차이만큼 상기 제1 프레임과 상기 제3 프레임 중 짧은 프레임에 널 데이터를 패딩하여 상기 제1 프레임의 길이와 상기 제3 프레임의 길이를 같도록 하는, 다중 프레임 전송방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 프레임 및 제3 프레임은 A-MPDU 포맷인, 다중 프레임 전송방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제1 프레임을 구성하는 각 A-MPDU 서브프레임은 후속하는 A-MPDU가 널 데이터인지 여부를 지시하는 널 비트를 포함하는, 다중 프레임 전송방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 스테이션은 상기 널 비트가 상기 널 비트를 포함하는 A-MPDU 서브프레임에 후속하는 A-MPDU 서브프레임이 널 데이터임을 지시하는 경우, 상기 널 비트를 포함하는 A-MPDU 서브프레임에 후속하는 A-MPDU 서브프레임은 폐기하는, 다중 프레임 전송방법.
  6. MU-MIMO(Multi User Multiple Input Mutlpe Output)를 지원하는 무선랜 시스템에서, AP(Access Point)에 의해 수행되는, 다중 프레임 전송방법에 있어서,
    제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및
    제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하되,
    상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점은 일치하고,
    상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임간의 간격 및 상기 제3 프레임과 상기 제4 프레임간의 간격은 OFDM 심볼 구간의 배수로 설정되는, 다중 프레임 전송방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 OFDM 심볼구간은 4㎲인, 다중 프레임 전송방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 STA 및 상기 제2 STA는 상기 AP로부터 상기 제1 프레임과 상기 제2 프레임간의 간격 및 상기 제3 프레임과 상기 제4 프레임간의 간격이 OFDM 심볼 구간의 배수로 설정되어 전송됨을 지시하는 IFS 설정 정보를 수신하는, 다중 프레임 전송방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 IFS 설정정보는 비콘 프레임을 통하여 상기 제1 STA 및 상기 제2 STA에게 전송되는, 다중 프레임 전송방법.
  10. 다중 프레임을 전송하는 AP에 있어서,
    다중 프레임을 전송하는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 기능적으로 연결되어 있는 프로세서;를 포함하되,
    상기 프로세서는 제1 스테이션(Station, STA)에게 제1 프레임과 제2 프레임을 연속하여 전송하고, 및
    제2 STA에게 제3 프레임과 제4 프레임을 연속하여 전송하되,
    상기 제1 프레임의 전송시작 시점과 상기 제3 프레임의 전송시작 시점을 일치시키고,
    상기 제2 프레임의 전송시작 시점과 상기 제4 프레임의 전송시작 시점을 일치시키도록 설정된 AP.
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