KR20120094276A - 와이파이 접속점에 의한 와이파이 단말의 송신 관리 방법 및 장치 - Google Patents

와이파이 접속점에 의한 와이파이 단말의 송신 관리 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와이파이 시스템의 와이파이 AP가 PwrMgt 비트를 사용하여, 와이파이 STA의 전력절약방식동작을 관리하여 와이파이 STA의 데이터 전송을 보다 효율적으로 관리할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다.

Description

와이파이 접속점에 의한 와이파이 단말의 송신 관리 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Managing the Signal Transmission of WiFi Stations by WiFi Access Point}
본 발명은 와이파이 시스템의 접속점(AP: Access Point)이 송신하는 PwrMgt 비트를 이용하여 단말(STA: STAtion)의 신호 송신을 관리하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
하나의 와이파이 AP와 이와 통신하는 하나 이상의 STA로 구성된 인프라 스터럭쳐 기본 서비스 세트 (infrastructure basic service set) 와이파이 시스템은 두가지의 방식으로 동작한다.
도 1은 와이파이 시스템에서 사용하고 있는 전력관리방식(100)의 구성을 도시한 도면이다. 전력관리방식은 비전력절약방식에 해당하는 활성화방식(active mode, 101)과 전력절약방식(power saving mode, 102)으로 구성된다. 와이파이 STA는 특정순간에는 상기의 두가지 방식 중 하나의 방식으로만 동작한다. 활성화방식으로 동작하는 와이파이 STA는 언제든지 데이터를 송신 또는 수신하기 위하여 전력을 소모한다. 이와 반대로 전력절약방식은 STA가 전송할 데이터가 없다고 판단한 경우에 불필요한 동작을 최소화해서 전력소모를 최소로 만든다. 전력절약방식(102)은 각성(awake) 상태(103)와 수면(sleep) 상태(104)로 구성된다. 종래의 기술에서는 하나의 와이파이 AP와 이와 통신하는 하나 이상의 와이파이 STA로 구성된 와이파이 네트워크에서는 와이파이 AP의 전력절약방식 동작은 지원하지 않는다. 와이파이 AP가 전력절약방식으로 동작한다면, 상기 와이파이 AP의 서비스 지역에 위치한 모든 와이파이 STA가 서비스를 제공받을 수 없기 때문이다. 즉, 종래 기술에서는 전력절약방식 동작은 와이파이 STA에서만 가능하다. 또한 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작할 지 여부를 결정하고, 와이파이 AP에 전력절약방식 동작을 하겠다는 것을 요청하여 승인을 받으면 상기의 와이파이 STA는 승인후 전력절약방식으로 동작한다.
도 2a는 와이파이 시스템의 매체접근제어(MAC: Medium Access Control) 계층 프레임(200) 구성을 도시한 도면이다. 도 2b는 프레임 제어 필드(Frame Control Field)(201)의 구성을 도시한 도면이다. 와이파이 STA의 프레임 제어 필드(201)내 PwrMgt 비트(218)의 설정값에 따라 활성화방식(101)과 전력절약방식(102) 동작이 결정된다.
도 3은 와이파이 STA에서 이루어지는 전력절약방식 동작의 순서도이다. 와이파이 STA는 전송할 데이터의 유무(301)에 따라서 활성화방식(101) 또는 전력절약방식(102) 동작을 선택한다. 와이파이 STA가 전력절약방식(102)으로 동작하기 위해서는 사전에 와이파이 AP에게 전력절약방식(102) 동작을 요청해야 한다. 와이파이 STA는 프레임 제어 필드의 PwrMgt 비트를 '1'로 설정하여 와이파이 AP로 전송하여(303) 전력절약방식(102) 동작을 와이파이 AP에게 요청한다. 와이파이 AP에게 전력절약방식(102) 동작을 요청한 와이파이 STA는 와이파이 AP가 송신한 ACK 프레임의 수신여부에(304) 따라 전력절약방식(102) 동작여부를 최종 결정한다. 와이파이 STA가 와이파이 AP로부터 ACK 프레임을 수신하지 못하였다면, 전력절약방식(102)으로 동작할 수 없다. 전력절약방식(102)으로 동작하고 있는 와이파이 STA(305)는 일정 주기마다 수면 상태(104)에서 각성 상태(103)로 전환하여 비콘(Beacon) 프레임의 TIM (Traffic Indication Map)정보를 확인한다(306). TIM 정보를 통하여 상기 와이파이 STA가 수신해야 할 데이터가 와이파이 AP의 버퍼에 있는 지(307)를 확인한다. 수신해야 할 데이터가 없는 경우에는 다시 수면 상태로 천이하여 전력절약방식으로 동작한다(305). 수신해야 할 데이터가 있는 경우에는 수면상태로 돌아가서 전력절약방식 동작을 지속할 지 아니면 데이터를 수신할 지를 결정한다.(308) 데이터를 수신하기로 결정한 경우에, 와이파이 STA는 PS-Poll 프레임을 와이파이 AP로 전송한 후에, 와이파이 AP로부터 버퍼에 저장되어 있는 데이터를 수신한다(310). 데이터 수신이 모두 끝난 후에, 와이파이 STA는 전력절약방식(102)동작의 종료여부(311)를 선택할 수 있다.
도 4는 와이파이 AP에서 이루어지는 전력절약방식 동작의 순서도이다. 와이파이 AP는 와이파이 STA가 송신한 프레임의 프레임 제어 필드의 PwrMgt 비트 값을 수신하여 확인한다(402). PwrMgt 비트의 설정 값이 '1'인 경우에 와이파이 AP는 상기의 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작하고자 한다는 것을 인식하고, 이에 대한 응답으로 ACK 프레임을 전송한다(403). 전력절약방식으로 동작하고 있는 와이파이 STA에게 전송해야 할 데이터가 있다면(405), 와이파이 AP는 데이터를 버퍼에 임시로 저장한다(406). 와이파이 AP는 BeaconInterval 값에 의해 정해진 주기마다 비콘 프레임을 전송한다(407). 비콘 프레임은 TIM(Traffic Indication Map)정보를 포함하는 데, 상기의 TIM 정보는 전력절약방식으로 동작하고 있는 와이파이 STA에게 수신해야 할 데이터가 와이파이 AP의 버퍼에 저장되어 있다는 것을 알려준다. 전력절약방식으로 동작하고 있던 상기의 와이파이 STA으로부터 상기의 와이파이 AP의 버퍼에 저장되어 있는 데이터를 수신하고 싶다는 PS-Poll 프레임을 수신하면(408) 상기의 와이파이 AP는 버퍼에 저장되어 있던 데이터를 상기의 와이파이 STA에 전송한다(409). 상기의 와이파이 STA로부터 PS-Poll 프레임을 수신하지 못하였다면(408), 와이파이 AP는 다음 비콘 프레임내의 TIM정보를 통해 상기의 와이파이 STA에게 수신해야 할 데이터가 있다는 것을 계속 알려준다(407).
도 5, 도 6, 도 7은 본 발명자에 의한 종래 기술인 이종 무선통신시스템의 운용주파수 대역 공유 방법 및 장치(대한민국 출원번호 10-2009-0032963의 특허)에 기술된 와이파이 AP이 송신하는 PS-Reqeust 프레임에 의한 와이파이 STA의 송수신 관리 방법을 도시한 도면이다.
DCF(Distributed Coordination Function)를 기반으로 한 와이파이 시스템은 와이파이 STA의 무선접속 방법으로 반송파 감지 다중 접속/충돌회피(CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 프로토콜을 사용한다. 와이파이 AP와 와이파이 STA는 데이터를 전송하기 전에 미리 정해진 시간구간동안 다른 와이파이 STA가 데이터를 전송하고 있는 지를 판단하기 위하여 CSMA/CA 프로토콜을 사용하여 무선채널의 사용여부를 확인한다. 무선채널이 비어있다고(사용되고 있지 않다고) 판단되면, 와이파이 AP 또는 와이파이 STA는 데이터 전송절차를 시작한다. 이와 반대로 무선채널이 사용되고 있다고 판단되면, 와이파이 AP 또는 와이파이 STA는 데이터를 전송하지 않는다. 이처럼 DCF를 기반으로 한 와이파이 시스템은 하나의 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리하는 것이 아니라, CSMA/CA 프로토콜에 따라 와이파이 AP와 와이파이 STA가 데이터를 전송한다. CSMA/CA 프로토콜로 인하여 와이파이 AP는 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없다. 이러한 무선접속 프로토콜을 사용하고 있기 때문에, 와이파이 STA의 데이터 전송관리가 필요한 경우에도 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없는 문제점이 나타난다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 종래 기술에서 PS-Request 프레임(500)을 제안하였다.
도 5는 상기의 PS-Reqeust 프레임(500)의 구조이다. 제안했던 PS-Reqeust 프레임(500)은 와이파이 시스템 프레임 형식중 제어 (Control) 프레임 형식에 속한다. 이를 위하여, 프레임 제어 (Frame Control) 필드(501)에 있는 형식(Type) 필드(507)를 '01'로 설정하고, 부형식(Subtype) 필드(508)를 현재 사용되지 않고 있는 예비 조합중에서 하나를 선택한다. 상기의 프레임 제어 필드에 있는 PwrMgt 비트(513)를 '1'로 설정한다. 이는 와이파이 AP가 전력절약방식(102)으로 동작한다는 것을 와이파이 STA에게 알리는 것이 아니라, 와이파이 AP가 와이파이 STA에게 전력절약방식 동작을 명령하는 역할을 수행한다. 상기의 PS-Request 프레임의 Duration/ID 필드(502)는 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작해야 하는 시간을 알려주고, Adrress 1(BSS ID, 503)필드는 와이파이 AP의 MAC 주소를 알려주고, Address 2(Destination Address, 504) 필드는 상기의 PS-Request 프레임을 수신하여 전력절약방식으로 동작해야 할 와이파이 STA의 주소를 알려준다. 상기의 Address 2(504)는 설정된 주소에 따라 유니캐스팅(unicasting) 형태로 특정 와이파이 STA에만 전송할 수도 있고, 브로드캐스팅(boradcating) 형태로 상기의 와이파이 AP가 서비스하는 모든 와이파이 STA에게 전송할 수도 있다.
도 6은 종래 기술의 의한 와이파이 시스템의 ACK 프레임(600)의 구조이다. ACK 프레임(600)은 프레임을 수신한 장치(와이파이 AP 또는 와이파이 STA)가 프레임의 정상수신여부를 송신한 장치(와이파이 STA 또는 와이파이 AP)에게 알려주는 역할을 한다.
도 7은 종래 기술에 의한 PS-Request 프레임의 실시 예이다. 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 송수신을 관리하기 위하여 PS-Request 프레임(700)을 와이파이 STA에게 전송한다. 이때 상기의 와이파이 AP가 PS-Request 프레임(700)을 유니캐스팅 형태로 전송하였을 경우에 PS-Request 프레임(700)을 수신한 상기의 와이파이 STA는 ACK 프레임(701)을 전송한다. 상기의 와이파이 AP가 브로드캐스팅 형태로 전송하였을 경우에는 모든 와이파이 STA는 ACK 프레임을 전송하지 않고 바로 전력절약방식으로 동작한다. PS-Request 프레임(700)의 Duration/ID 필드에는 상기의 와이파이 STA가 전력절약방식(702)으로 동작할 시간(703)을 알려주는 값이 설정된다.
DCF(Distributed Coordination Function)를 기반으로 한 와이파이 시스템은 와이파이 STA의 무선접속 방법으로 CSMA/CA 프로토콜을 사용한다. 와이파이 시스템의 AP와 와이파이 STA는 데이터를 전송하기 전에 미리 정해진 시간동안 다른 와이파이 STA가 데이터를 전송하고 있는 지 판단하기 위하여 CSMA/CA 프로토콜을 사용하여 무선채널을 확인한다. 무선채널이 비어있다고(사용되고 있지 않다고) 판단되면, 와이파이 AP 또는 와이파이 STA는 데이터 전송절차를 시작한다. 이와 반대로 무선채널이 사용되고 있다고 판단되면, 와이파이 AP 또는 와이파이 STA는 데이터를 전송하지 않는다. 이처럼 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리하는 것이 아니라, CSMA/CA 프로토콜을 통하여 와이파이 AP와 와이파이 STA가 충돌없이 데이터를 전송한다. 이러한 무선접속 프로토콜로 인하여 와이파이 AP는 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없다. 따라서, 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 필요가 있는 경우에도 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없는 문제점이 나타난다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여 PS-Reqest 프레임을 발명하였다. 상기의 PS-Reqeust 프레임을 통하여 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 있지만, 특정한 상황에서 여전히 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없는 문제점이 존재한다. 도 8은 PS-Request 프레임을 사용하면서도 여전히 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없는 상황을 도시한 도면이다. 와이파이 시스템은 CSMA/CA 프로토콜을 사용하여 경쟁을 통하여 무선채널을 획득하기 때문에, 다른 와이파이 STA가 이미 채널을 점유하고 있는 경우(803)에는 와이파이 AP는 PS-Request 프레임(800)을 전송할 채널을 얻지 못하여 상기의 PS-Request 프레임을 송신할 수 없다. 또한 와이파이 AP의 백오프 시간(Backoff time)(801, 802)이 와이파이 STA의 백오프 시간(804, 807)보다 긴 경우에도 와이파이 AP는 경쟁에서 밀려서 PS-Request 프레임(800)을 전송할 무선채널을 획득하지 못하여 PS-Request 프레임을 전송하지 못한다. 이와 같이 와이파이 AP가 PS-Request 프레임을 전송할 수만 있다면 상기의 PS-Request 프레임을 이용하여 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 있지만, 와이파이 시스템의 CSMA/CA 특성으로 인하여 PS-Request 프레임을 원하는 시점에 전송할 수 있다는 보장이 되지 않아서 실제 상기의 PS-Request 프레임 전송 가능 시점이 늦어지는 시간지연이 생기는 문제점이 발생한다.
본 발명에서는 상기의 문제점을 해결할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
종래 기술에 의한 PS-Request 프레임의 전송지연 문제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 와이파이 시스템에서 사용하는 ACK 프레임을 이용한다. 와이파이 시스템은 프레임 전송이 성공적으로 완료되었는 지를 확인해 주기 위하여 ACK 프레임을 사용한다. ACK 프레임은 무선 채널을 획득하는 과정없이 전송할 수 있다. 이를 이용하여 PS-Request 프레임의 전송지연을 줄일 수 있다. 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 수정된 ACK 프레임을 본 발명에서는 PS-ACK 프레임이라고 명명한다.
또한 MAC 프레임 구조의 Duration/ID 필드를 이용하여 보다 효율적인 와이파이 STA 데이터 전송 관리가 이루어 질 수 있다.
본 발명에서 제안하는 ACK 프레임을 이용한 와이파이 STA의 데이터 전송관리 방법은 종래 기술에 의한 PS-Request 프레임을 이용한 와이파이 STA의 데이터 전송관리 방법이 가지고 있던 전송지연 문제점을 줄일 수 있다. 또한 ACK 프레임은 와이파이 시스템에서 이미 사용하는 프레임이기 때문에, 와이파이 시스템 규격의 큰 수정없이 종래 기술에 의한 와이파이 시스템과의 호환성 측면에서도 보다 유리하다.
또한 어떠한 프레임을 사용하더라도 MAC 프레임 구조의 프레임 제어 (Frame Control) 필드에 있는 PwrMgt 비트만을 이용하여 와이파이 STA의 전력절약방식 동작을 관리함으로써, 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 있다.
도 1은 와이파이 시스템의 전력관리 방법을 도시한 도면이다.
도 2a는 와이파이 시스템의 MAC 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 2b는 와이파이 시스템의 Frame Control 필드 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 와이파이 와이파이 STA에서 이루어지는 전력절약방식의 순서도이다.
도 4는 와이파이 AP에서 이루어지는 전력절약방식의 순서도이다.
도 5는 발명한 PS-Request 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 와이파이 시스템의 ACK 프레임의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 발명한 PS-Request 프레임의 실시예를 도시한 도면이다.
도 8은 발명한 PS-Request 프레임의 문제점을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 의한 PS-ACK 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 10a는 본 발명의 실시 예에 의한 유니캐스팅 방법으로 전송된 PS-ACK 프레임의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 10b는 본 발명의 실시 예에 의한 브로드캐스팅 방법으로 전송된 PS-ACK 프레임의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 11a는 보완된 PS-Request 프레임의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 11b는 PS-ACK 프레임의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 12는 BSAP를 통하여 와이파이 시스템과 와이맥스 시스템이 운용 주파수 대역을 공유하며 운용되는 것을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 의한 와이파이 시스템과 이종의 무선 통신 시스템이 시간 분할 운영됨을 도시한 도면이다.
도 14는 이종의 무선 통신 시스템인 와이맥스 시스템의 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 15a는 본 발명의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 15b는 본 발명의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 15c는 본 발명의 실시 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 의한 종래 기술에 의한 ACK프레임을 일부 수정한 PS-ACK 프레임(900)의 구조이다. 본 발명의 실시 예에 의한 PS-ACK 프레임(900)은 종래 기술에 의한 ACK 프레임(600)의 구조와 동일하다. 또한 종래 기술에 의한 ACK 프레임(600)과 동일하게 프레임의 성공적인 수신여부를 알려주는 역할을 수행한다. 와이파이 AP가 전송하는 종래 기술에 의한 ACK 프레임(600)의 PwrMgt 비트(612)는 '0'으로 설정되고, 본 발명의 실시 예에 의한 PS-ACK 프레임(900)의 PwrMgt 비트(912)는 '1'로 설정된다. 와이파이 AP가 송신하는 본 발명의 실시 예에 의한 PS-ACK 프레임(900)은 종래 기술에 의한 ACK 프레임(600)이 수행하는 와이파이 STA가 송신한 프레임의 성공적인 수신여부를 알려주는 역할과 더불어 유니캐스팅의 경우 상기의 와이파이 STA에게만 또는 브로드캐스팅의 경우 상기의 와이파이 STA를 포함한 상기의 와이파이 AP가 서비스하는 모든 와이파이 STA에게 전력절약방식 동작을 요청하여 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리하는 역할을 수행한다.
도 10a는 본 발명의 실시 예에 의하여 PS-ACK 프레임이 유니캐스팅 방법으로 전송되는 경우를 도시한 도면이다. 와이파이 AP는 와이파이 STA(STA #1)로부터 프레임(Frame #1, 1003)을 수신하면 이에 대한 응답으로 종래 기술에 의한 ACK 프레임(1000)을 전송한다. 상기의 와이파이 ACK 프레임을 송신한 후 와이파이 AP가 상기의 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리하고자 하면, 종래 기술에 의한 상기의 ACK 프레임을 송신하는 대신에 본 발명에 의한 PS-ACK 프레임(1001)을 전송한다. 이 때, PS-ACK 프레임(1001)을 전송하기 위한 채널획득 과정이 필요없는 이유는 이미 와이파이 STA #1에서 프레임 #1(Frame #1, 1003)을 송신할 때 다음 프레임 #2(Frame #2, 1004)을 전송하고 상기 프레임 #2(Frame #2, 1004)에 대한 종래 기술에 의한 ACK프레임을 받을 때까지 필요한 시간까지 고려하여 NAV 값(1008)을 설정하였기 때문이다. 전송한 프레임 #2(Frame #2, 1004)에 대한 응답으로 PS-ACK 프레임(1001)을 수신한 상기의 와이파이 STA #1은 PS-ACK 프레임(1001)의 Duration/ID 필드에 설정된 NAV 값(1009)의 시간동안 전력절약방식(1005)으로 동작한다. 유니캐스팅 방법에 의해 와이파이 STA #1만을 전력절약방식으로 동작하게 하는 PS-ACK프레임(1001)이 전송되어 상기의 STA #1은 전력절약방식으로 동작(1005)함으로써 신호송신이 불가능한 상태에서 또 다른 와이파이 STA #2가 상기의 와이파이 STA #1과 경쟁없이 무선 채널을 점유하여 프레임(1006)을 전송하고, 와이파이 AP는 대응하는 PS-ACK프레임(1002)를 유니캐스팅 방법으로 전송하여 상기의 와이파이 STA #2도 전력절약방식으로 동작(1007)하게 한다.
도 10b는 본 발명의 또다른 실시 예에 의하여 PS-ACK 프레임이 브로드캐스팅 방법으로 전송되는 경우를 도시한 도면이다. 상기에서 설명한 방법과 동일하게 PS-ACK 프레임(1012) 전송이 이루어진다. 다만, PS-ACK 프레임의 Address 1(RA)부분을 브로드캐스팅으로 설정하여 전송한다. 브로드캐스팅 방식의 PS-ACK 프레임(1012)을 수신한 모든 와이파이 STA는 Duration/ID 필드에 설정된 NAV 값(1016)만큼의 시간동안 전력절약방식(1014)으로 동작한다.
도 11a와 도 11b는 본 발명의 또다른 실시 예에 의하여 Duration/ID 필드 부분을 일부 수정하여 사용하는 경우를 도시한 도면이다. 와이파이 시스템의 MAC 프레임 구조의 Duration/ID 필드는 총 16비트로 구성되어 있다. 이때, 16번째 비트가 '0'으로 설정되고 1번째 비트부터 15번째 비트를 사용하여 0부터 32767us의 시간을 표현할 수 있는 NAV 값을 설정한다.
도 11a는 본 발명의 실시 예에 의하여 와이파이 AP가 종래기술의 PS-Request프레임을 전송하여 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작하게 하는 것을 도시한 도면이다. 본 발명에서는 상기의 PS-Request프레임내의 16비트 길이의 Duration/ID 필드를 나누어 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작(1121)하기 전까지 데이터를 송수신할 수 있는 시간을 설정하는 NAV 값(1122)과 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작(1121)해야 하는 시간을 설정하는 NAV 값(1123)을 나타낼 수 있게 한다. 즉, 종래 기술에서는 Duration/ID필드가 오직 하나의 NAV 값을 알려줄 수 밖에 없었는데, 본 발명에서는 상기의 두 가지(1122, 1123)의 NAV 값을 와이파이 STA에게 알려주어 보다 유동적인 와이파이 STA 데이터 전송관리가 이루어질 수 있게 한다.
도 11b는 본 발명의 실시 예에 의하여 와이파이 AP가 본 발명의 PS-ACK 프레임을 전송하여 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작하게 하는 것을 도시한 도면이다. 본 발명에서는 상기의 PS-ACK 프레임내의 16비트 길이의 Duration/ID 필드를 나누어 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작(1128)하기 전까지 데이터를 송수신할 수 있는 시간을 설정하는 NAV 값(1130)과 와이파이 STA가 전력절약방식으로 동작(1128)해야 하는 시간을 설정하는 NAV 값(1131)을 나타낼 수 있게 한다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 의하여 와이파이 시스템의 AP와 이종의 무선 통신 시스템인 와이맥스 시스템의 기지국(BS: Base Station)이 한 장치(BSAP = WiMAX BS + WiFi AP, 1200)안에서 병립(Collocated) 및 협력(Collaborative)하여, 와이파이 시스템의 와이파이 STA(1201,1202,1203)와 와이맥스 시스템의 와이맥스 이동국(MS: Mobile Station)(1204,1205,1206)가 통신하는 것을 도시한 도면이다. 상기의 BSAP(1200)는 상기에서 설명한 것과 같이 와이파이 시스템의 와이파이 AP 역할과 와이맥스 시스템의 BS 역할을 모두 수행하며, 협력 시스템을 기반으로 하였기 때문에 상호간 정보를 공유할 수 있다. 도 12에서는 설명의 편의를 위하여 두 무선 통신 시스템의 서비스 영역이 동일한 것으로 도시되었으나 반드시 그럴 필요는 없다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 의하여 주파수 대역을 일부 또는 전부 공유하는 와이파이 시스템(1300)과 이종의 무선 통신 시스템(1301)이 시간 분할 운영함을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시 예에서는 이종의 무선 통신 시스템(1301)을 와이맥스 시스템을 가정하여 설명한다. 와이맥스 시스템은 기지국(BS)이 와이맥스 MS의 데이터 전송을 UL-MAP(Uplink Map)을 통하여 관리할 수 있다. 그러나, DCF(Distributed Coordination Function)를 기반으로 한 종래 기술의 와이파이 시스템(1300)은 와이파이 AP가 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 없다. 그렇지만, 본 발명에서의 방법으로 와이파이 AP가 와이파이 STA의 전력절약방식(102) 동작관리를 통하여 와이파이 STA의 데이터 전송을 관리할 수 있다. 이로인해 도 13과 같이 두 무선 통신 시스템을 시간분할하여 운용하여 주파수 대역을 공유하는 두 시스템간의 상호간섭을 회피할 수 있다.
도 14는 이종의 무선 통신 시스템(1301)인 와이맥스 시스템의 프레임 구조를 도시한 도면이다. 와이맥스 시스템의 프레임은 제어 정보를 전송하는 PREAMBLE(1400), FCH(1401), DL-MAP(1402), UL-MAP(1403)과 하향 링크 데이터를 전송하는 DL-Burst(1404, 1405, 1406, 1407), 상향 링크 데이터를 전송하는 UL-Burst(1408, 1409, 1410, 1411)로 구성된다.
도 15a는 본 발명의 실시 예에 의한 와이맥스 시스템의 프레임 구간내에 이종의 무선 통신 시스템을 위한 전송구간인 공존영역(Coexistence Zone, 1512) 할당을 도시한 도면이다. 본 발명의 실시 예에서는 상기의 와이맥스 시스템에 대한 이종의 무선 통신 시스템으로 와이파이 시스템을 가정하여 설명한다. 이종의 무선 통신 시스템의 트래픽량에 따라서 이종의 무선 통신 시스템을 위해 할당된 공존영역(Coexistence Zone, 1512)의 시간을 와이맥스 시스템의 하향링크 부프레임(Downlink Subframe)의 끝을 기준으로 조정한다. 와이파이 시스템(1300)이 상기의 공존영역에서 운용될 때 와이파이 AP는 상기에서 설명한 것과 같이 본 발명의 실시 예에 의하여 보완된 PS-Request 프레임 또는 PS-ACK 프레임을 사용하여 와이파이 STA에게 공존영역의 남은 시간과 전력절약방식으로 동작해야 하는 시간을 알려준다. 이를 통하여 와이파이 시스템(1300)과 와이맥스 시스템(1301)이 공유 주파수대역에서 상호간섭을 최소화할 수 있다.
도 15b는 본 발명의 또다른 실시 예에 의한 와이맥스 시스템의 프레임 구간내에 이종의 무선 통신 시스템을 위한 전송구간인 공존영역(Coexistence Zone, 1541) 할당을 도시한 도면이다. 이종의 무선 통신 시스템의 트래픽량에 따라서 이종의 무선 통신 시스템을 위해 할당된 공존영역(Coexistence Zone, 1541)의 시간을 와이맥스 시스템의 상향링크 부프레임(Uplink Subframe)의 시작을 기준으로 조정한다.
도 15c는 본 발명의 또다른 실시 예에 의한 와이맥스 시스템의 프레임 구간내에 이종의 무선 통신 시스템을 위한 전송구간인 공존영역(Coexistence Zone, 1568) 할당을 도시한 도면이다. 이종의 무선 통신 시스템의 트래픽량에 따라서 이종의 무선 통신 시스템을 위해 할당된 공존영역(Coexistence Zone, 1568)의 시간을 와이맥스 시스템의 하향링크 부프레임(Downlink Subframe)의 끝과 상향링크 부프레임(Uplink Subframe)의 시작을 기준으로 조정한다.
와이파이 시스템과 이종의 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 공유하며 운용되는 경우에 상호간섭을 주고 받게 된다. 이러한 상호간섭은 각 무선 통신 시스템의 성능을 저하시키는 요인이 된다. 이처럼 와이파이 시스템과 이종의 무선 통신 시스템이 주파수 대역을 공유하며 운용되는 경우에 시간 분할 운영을 한다면 이종의 무선 통신 시스템간의 상호간섭을 최소화하여 공존할 수 있다. 본 발명에서는 상기의 시간 분할 운영을 하기 위하여 와이파이 시스템의 PwrMgt 비트를 사용하여 와이파이 STA의 전송을 관리하는 방법을 제시하였다. 그리고, 본 발명의 실시 예로써 이종의 무선 통신 시스템을 와이맥스 시스템으로 가정하여 설명하였지만, 본 발명의 기술적 사상은 와이파이 시스템과 주파수 대역을 공유하는 다른 무선 통신 시스템에도 동일하게 적용될 수 있을 것이다.
WiFi: Wireless Fidelity
AP: Access Point
STA: Station
WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access
BS: Base Station
MS: Mobile Station

Claims (30)

  1. 하나의 제1 무선 통신국과 복수의 제2 무선 통신국들이 경쟁에 기반하여 데이터를 전송할 무선 채널을 획득하여 상기의 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템에서,
    상기의 제1 무선 통신국이 상기의 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령과 상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기의 복수의 제2 무선 통신국들중에서 상기의 제1 무선 통신국으로부터의 송신 중지 명령을 수신하면 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국들의 식별자를 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  3. 청구항 1과 청구항 2에 있어서,
    상기의 제1 무선 통신국은 와이파이 접속점(AP)이고, 상기의 제2 무선 통신국들은 와이파이 단말(STA)들로 구성된 IEEE 802.11기반의 와이파이 시스템임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  4. 청구항 1과 청구항 3에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 프레임 제어 필드내의 PwrMgt 비트를 특정 값으로 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  5. 청구항 1과 청구항 3에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 Duration/ID 필드의 값을 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기의 Duration/ID 필드를 두 개의 부 필드로 구분하여 하나의 부 필드는 상기의 제2 무선 통신국들이 송신 중지를 시작해야 하는 시각까지의 남은 시간을 표시하고, 또하나의 부 필드는 상기의 송신 중지 시작 시각으로부터 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  7. 청구항 1 내지 청구항 3에 있어서,
    상기의 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국의 식별자는 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 특정한 하나의 제2 무선 통신국에게만 송신을 중지하도록 하는 유니캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 특정 그룹내의 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 멀티캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 불특정 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 브로드캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  11. 하나의 제1 무선 통신국과 복수의 제2 무선 통신국이 경쟁에 기반하여 데이터를 전송할 무선 채널을 획득하여 상기의 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템에서,
    상기의 무선 채널을 획득한 하나의 제2 무선 통신국이 송신한 데이터에 대하여 이를 수신한 상기의 제1 무선 통신국이 송신하는 상기의 데이터 수신 확인 메시지내에 상기의 제2 무선 통신국을 포함하는 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령과 상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 포함하여 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기의 복수의 제2 무선 통신국들중에서 상기의 제1 무선 통신국으로부터의 송신 중지 명령을 수신하면 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국들의 식별자를 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  13. 청구항 11과 청구항 12에 있어서,
    상기의 제1 무선 통신국은 와이파이 접속점(AP)이고, 상기의 제2 무선 통신국들은 와이파이 단말(STA)들로 구성된 IEEE 802.11기반의 와이파이 시스템임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  14. 청구항 11과 청구항 13에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 프레임 제어 필드내의 PwrMgt 비트를 특정 값으로 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  15. 청구항 11과 청구항 13에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 Duration/ID 필드의 값을 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기의 Duration/ID 필드를 두 개의 부 필드로 구분하여 하나의 부 필드는 상기의 제2 무선 통신국들이 송신 중지를 시작해야 하는 시각까지의 남은 시간을 표시하고, 또하나의 부 필드는 상기의 송신 중지 시작 시각으로부터 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  17. 청구항 11 내지 청구항 13에 있어서,
    상기의 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국의 식별자는 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 특정한 하나의 제2 무선 통신국에게만 송신을 중지하도록 하는 유니캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  19. 청구항 17에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 특정 그룹내의 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 멀티캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  20. 청구항 17에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 불특정 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 브로드캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  21. 하나의 제1 무선 통신국과 복수의 제2 무선 통신국이 경쟁에 기반하여 데이터를 전송할 무선 채널을 획득하여 상기의 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템에서,
    상기의 무선 채널을 상기의 제1 무선 통신국이 먼저 획득했을 때는 상기의 제1 무선 통신국이 상기의 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령과 상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 전송하고,
    상기의 무선 채널을 상기의 복수의 제2 무선 통신국들중 하나의 제2 무선 통신국이 먼저 획득했을 때는 상기의 제2 무선 통신국이 송신한 데이터에 대하여 이를 수신한 상기의 제1 무선 통신국이 송신하는 상기의 데이터 수신 확인 메시지내에 상기의 제2 무선 통신국을 포함하는 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령과 상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 포함하여 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기의 복수의 제2 무선 통신국들중에서 상기의 제1 무선 통신국으로부터의 송신 중지 명령을 수신하면 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국들의 식별자를 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  23. 청구항 21과 청구항 22에 있어서,
    상기의 제1 무선 통신국은 와이파이 접속점(AP)이고, 상기의 제2 무선 통신국들은 와이파이 단말(STA)들로 구성된 IEEE 802.11기반의 와이파이 시스템임을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  24. 청구항 21과 청구항 23에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들의 송신을 중지시키는 명령을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 프레임 제어 필드내의 PwrMgt 비트를 특정 값으로 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  25. 청구항 21과 청구항 23에 있어서,
    상기의 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 Duration/ID 필드의 값을 설정함으로써 전송함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기의 Duration/ID 필드를 두 개의 부 필드로 구분하여 하나의 부 필드는 상기의 제2 무선 통신국들이 송신 중지를 시작해야 하는 시각까지의 남은 시간을 표시하고, 또하나의 부 필드는 상기의 송신 중지 시작 시각으로부터 제2 무선 통신국들이 송신을 중지해야 하는 시간을 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  27. 청구항 21 내지 청구항 23에 있어서,
    상기의 송신을 중지해야 하는 제2 무선 통신국의 식별자는 와이파이 시스템의 MAC 프레임내의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 특정한 하나의 제2 무선 통신국에게만 송신을 중지하도록 하는 유니캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  29. 청구항 27에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 특정 그룹내의 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 멀티캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템
  30. 청구항 27에 있어서,
    상기의 주소 2 (목적지 주소) 필드에 표시되는 값에 따라 상기의 제1 무선 통신국이 서비스하는 불특정 모든 제2 무선 통신국들에게 송신을 중지하도록 하는 브로드캐스팅 방법을 사용함을 특징으로 하는 무선 통신 시스템

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