KR20140068750A - 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 TDMA/MU-MIMO시스템의 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑에 있어서, 멀티캐스트 수신기들을 채널 품질에 따라 그룹핑하고, 스트림별 전송 전력 제어 및 다른 서브그룹마다 적절한 MCS를 사용함으로써, 멀티캐스팅에 기반한 MU-MIMO 무선 WLAN 환경에서 다운링크 프레임 멀티캐스팅의 효율을 증가시키고, 멀티캐스트 수신기들 간의 공정성은 높은 레벨로 유지시킬 수 있다.

Description

다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 방법{STATIONS GROUPING FOR EFFICIENT MULTICASTING}

본 발명은 다중 사용자 MIMO(multiple input multiple out) 시스템에 관한 것으로, 특히 멀티캐스트(multicast) 수신기들을 채널 품질에 따라 그룹핑(grouping)하고, 스트림(stream)별 전송 전력 제어 및 다른 서브그룹(subgroup)마다 적절한 MCS(modulation and coding scheme)를 사용함으로써, 멀티캐스팅에 기반한 MU-MIMO 무선 WLAN(wideband LAN) 환경에서 다운링크 프레임 멀티캐스팅의 효율을 증가시키고, 멀티캐스트 수신기들 간의 공정성은 높은 레벨로 유지시킬 수 있도록 하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치 및 방법에 관한 것이다.

WLAN 시스템은 최종 사용자들에게 멀티미디어 콘텐트를 전달하는 가장 널리 사용된 기술 중 하나이다. 랩톱(laptop), 스마트폰(smartphone) 및 테블릿(tablet) PC등이 개발됨에 따라, WLAN의 저렴하고, 속도가 높고 설치의 용이함으로 인해 고속으로 WLAN에 액세스하려는 요구가 상당히 증가하고 있다. 또한, 능동 사용자들의 수가 늘어남에 따라 WLAN 네트워크의 밀도가 증가한다. 이러한 상황에서, QoS(quality of service) 를 감안한 멀티미디어 콘텐트(multimedia contents)를 전달하는데 사용 가능한 리소스(resource)의 양은 매우 중요하다.

이러한 멀티캐스팅(multicasting)은 데이터를 전달하여 주는 효과적인 기술인데, 그 이유는 한번에 다수의 목적지로 전송하여 주어 네트워크 자원을 절감하기 때문이다. 멀티캐스팅은 모든 멀티캐스트 데이터 수신 측이 전송 매체를 공유하는 무선 환경에서 특히 적합하다. 그러나, 멀티캐스팅 기술은 WLAN 환경에서 많은 장애를 받고 있다.

예를 들어, IEEE 802.11 표준은 모든 멀티캐스트 프레임들을 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송할 것을 명기하고 있다. 또한, 브로드캐스트 프레임은 신뢰성 없는 전송을 제공하는 답신(acknowledgement)을 요구하지 않는 것으로 알려져 있다. 이러한 상황에서, 한번의 프레임 에러가 발생하더라도 데이터 손실을 유발할 수 있다. 이러한 것들은 IP를 통한 음성전송(VoIP), 비디오회의, IP 텔레비전(IPTV) 등과 같이 QoS를 요구하는 응용에는 적합하지 않다.

또한, 위와 같은 표준은 멀티캐스트 프레임을 최소의 물리적 전송 레이트(transmission rate)로 전송할 것을 명기하고 있다. 최소의 전송 레이트로 전송하면 신뢰성은 높아지는데, 그 이유는 전송 레이트가 낮으면 데이터 레이트가 높은 것에 비해 채널 에러에 강인하고 탄력적이기 때문이다. 비록 이것은 잡음 채널에는 SNR(signal to nosie ratio) 이 높은 경우에 적합할 수 있을지라도, 낮은 데이터 레이트로 전송하는 것은 상당히 비효율적이다. 또한 이것은 멀티캐스트 또는 유니캐스트 데이터 스트림(stream)들이 채널(channel) 액세스(access)하는데 오랫동안 대기하여야 하기 때문에, 부정적으로 영향을 미칠 수 있다.

멀티캐스팅은 HiperLAN or HipreLAN/2, AlohaNet과 같은 다른 많은 WLAN 기술들에서 비신뢰성 전달을 제공한다. 이들 모든 기술들에서는 자동 반복 요청(automatic repeat request : ARQ) 절차가 없다고 가정한 것이다. 이는 매 데이터 단위가 1회만 전송된다는 것을 의미한다.

처리량을 높이려는 일예는 IEEE 802.11n 보정안이다. 이 보정안은 이론적인 전송 레이트를 600 Mbps로 하여 처리량을 높여준다(high throughput : HT). 이 보정안은 오버헤드(overhead) 저감을 위한 프레임 집약(frame aggregation) 개념을 처음으로 개시하고 있다. 이러한 프레임 집약 기술은 두 가지로 규정된다. 즉, 집약된 MAC 서비스 데이터 단위(aggregated MAC service data unit : A-MSDU)와 집약된 MAC 프로토콜 데이터 단위(aggregated MAC protocol data unit : A-MPDU)가 있다. A-MSDU는 A-MPDU 집약에 비해 오버헤드가 낮지만 잡음 채널 환경에서는 효과적이지 않다. WLAN에서 멀티캐스팅을 위한 종래의 많은 제안들은 프레임 집약을 고려하고 있지 않다.

다른 일예는 IEEE 802.11ac 워킹 그룹으로, 아주 높은 처리량(very high throughput : VHT)을 성취하기 위해 전송 레이트를 더욱 증가시켰다. WLAN 네크워크에서 처음으로 멀티-유저(multi-user) MINO(MU-MINO) 기술을 사용하여 멀티-유저 지원이 가능해졌다. MU-MIMO를 사용하면 상이한 단말국마다 다른 데이터를 동시에 다운링크 전송할 수 있게 된다.

그러나 이러한 기술은 프레임 집약 기술을 활용하지만 최대로 집약된 데이터 단위를 늘리는 것은 아니다. 이러한 환경에서 멀티캐스팅은 성능은 상세히 연구되지 않고 있다. 따라서, MU-MIMO 방식에서 멀티캐스트 전송 성능에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다.

한편, WLAN 네트워크에서 멀티캐스팅을 수행하는 데 있어서의 제한 때문에, 새로운 워킹 그룹인 IEEE 802.11aa.가 창설되었다. 이 워킹 그룹의 목적은 인핸스드 분산 채널 액세스(enhanced distributed channel access : EDCA) 메커니즘을 개선함과 더불어 멀티캐스팅을 위한 각종 ARQ 방식을 도입함으로써 WLAN을 통한 강인한 멀티미디어 전달 방법(robust multimedia delivery over WLAN)을 제공하려는 것이다. 그러나, 이러한 방식들 역시 스케일러빌러티 및 효율성 면에서 문제를 가지고 있다.

(특허문헌)

대한민국 공개특허번호 10-2012-0038606호 공개일자 2012년 04월 24일에는 단말 링크 상태를 활용한 무선랜에서의 효율적 멀티캐스트 트래픽 전송 방법 및 장치에 관한 기술이 개시되어 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 멀티캐스트 수신기들을 채널 품질에 따라 그룹핑하고, 스트림별 전송 전력 제어 및 다른 서브그룹마다 적절한 MCS를 사용함으로써, 멀티캐스팅에 기반한 MU-MIMO 무선 WLAN 환경에서 다운링크 프레임 멀티캐스팅의 효율을 증가시키고, 멀티캐스트 수신기들 간의 공정성은 높은 레벨로 유지시킬 수 있도록 하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

상술한 본 발명은 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 방법으로서, 다중전송 환경내 존재하는 다수의 단말국에 대해 SNR(signal to noise ratio) 값을 측정하는 SNR 측정부와, 상기 SNR 값에 따라 상기 다수의 단말국을 다수의 서브그룹으로 그룹핑하고, 각 서브그룹에서 리더가 되는 단말국을 결정하는 그룹핑부와, 상기 각 서브그룹별 적용되는 MCS를 결정하고, A-MPDU(aggregated MAC protocol data unit)를 서로 다르게 구성하여 상기 구성된 A-MPDU를 상기 각 서브그룹으로 멀티캐스트 전송하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 그룹핑부는, 상기 각 서브그룹에 속한 단말국들 중 상기 SNR 값이 가장 낮은 단말국을 해당 서브그룹의 리더가 되는 단말국으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 리더가 되는 단말국의 SNR 값을 참조하여 해당 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 각 서브그룹별 서로 다르게 구성된 A-MPDU의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 각 A-MPDU의 크기를 조정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는, 상기 각 서브그룹으로 상기 A-MPDU를 전송 시 스트림별로 전송 전력을 다르게 조절하여 전송하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 방법으로서, 다중전송 환경에 속한 다수의 단말국을 각 단말국에 대해 측정된 SNR 값에 따라 다수의 서브그룹으로 그룹핑시키는 단계와, 상기 그룹핑된 다수의 서브그룹에 대해 각 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 단계와, 상기 각 서브그룹의 리더가 되는 단말국을 결정하는 단계와, 상기 각 서브그룹의 링크 품질 특성에 대응되게 상기 각 서브그룹으로 전송할 A-MPDU를 서로 다르게 구성하는 단계와, 상기 구성된 A-MPDU를 해당하는 서브그룹의 단말국으로 멀티캐스트 전송하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 서로 다르게 구성되는 A-MPDU는, 상기 각 서브그룹으로의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 크기가 조정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 MCS를 결정하는 단계는, 상기 각 서브그룹의 리더가 되는 단말국의 SNR 값을 참조하여 상기 각 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 단계인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 리더가 되는 단말국을 결정하는 단계는, 상기 각 서브그룹에 속한 단말국들의 SNR 값을 비교하는 단계와, 상기 SNR 값이 가장 낮은 단말국을 해당 서브그룹의 리더가 되는 단말국으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은, 상기 각 서브그룹의 리더 단말국으로부터 BA(block acknowledgement)가 수신되는지 검사하는 단계와, 상기 BA가 수신되지 않는 경우 해당 서브그룹의 리더를 다시 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 BA가 수신되는 경우에는 해당 서브그룹내 모든 단말국이 MPDU를 성공적으로 수신하였는지 여부를 검사하는 단계와, 상기 모든 단말국이 MPDU를 성공적으로 수신하지 못한 경우, 상기 해당 서브그룹에 대한 새로운 A-MPDU를 구성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 방법은, 상기 각 서브그룹의 모든 단말국으로부터 MPDU의 수신을 확인하는 경우 상기 각 서브그룹으로 전송하기 위해 대기 중인 전송큐에서 상기 MPDU를 삭제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 TDMA/MU-MIMO시스템의 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑에 있어서, 멀티캐스트 수신기들을 채널 품질에 따라 그룹핑하고, 스트림별 전송 전력 제어 및 다른 서브그룹마다 적절한 MCS를 사용함으로써, 멀티캐스팅에 기반한 MU-MIMO 무선 WLAN 환경에서 다운링크 프레임 멀티캐스팅의 효율을 증가시키고, 멀티캐스트 수신기들 간의 공정성은 높은 레벨로 유지시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 셀내 단말국들의 분포를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스트림별 전력 제어를 이용한 멀티캐스팅 데이터 전송의 일예도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 MU-MIMO 방식에 의한 멀티캐스팅 데이터 전송의 일예도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AP의 상세 블록 구성도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 단말국 그룹핑 기능을 이용한 다운링크 멀티캐스팅 동작 제어 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

실제 WLAN 시나리오(실시예)에서, 하나의 셀 내에 있는 모든 단말국들은 AP 주변에 불균일하게 분산되어 있다. 이러한 상황에서, 일부의 단말국은 AP에서 멀리 떨어져 있어 SNR 값이 낮다. 반면, 일부의 단말국은 AP와 아주 가까이 위치하여 신호강도가 아주 우수하다. 수신된 신호 레벨은 데이터 전송을 위해 선택된 변조 및 코딩 방식(modulation and coding scheme : MCS)에 직접적으로 영향을 미친다. SNR이 낮으면 낮은 데이터 전송 레이트가 선택된다. 이것은 물리적인 전송 레이트(transmission rate)가 낮을 수록 보다 에러(error)에 강인하고 내성이 있기 때문이다.

만일 전술한 시나리오대로 멀티캐스팅이 가능해지면, 단말국은 신호 레벨이 양호하지만 더 오랜 지연을 받게 된다. 도 1은 셀 내 단말들의 분포를 도시하는 하나의 일예를 도시한다. 만일 AP(100)가 그룹 3(group 3)(130)에 속한 단말국들에게 맞는 전송 레이트를 고려하여 다운링크 멀티캐스트 트래픽을 전송하면, 모든 단말국들은 동일한 양의 처리량을 달성하고 동일한 양의 서비스 시간을 사용한다. 그러나, 이것은 그룹 1(group 1)(110) 및 그룹 2(group 2)(120)에 속한 단말국들에 대해서는 공정하지 않다. 그 이유는 그룹 1(110) 및 그룹 2(120)에 속한 단말국들은 동일한 양의 시간 내에 훨씬 더 많은 데이터를 수신할 수 있기 때문이다. 게다가, 단말국들 간의 공정성은 반드시 채널 점유 시간을 고려하여야 한다.

따라서, 본 발명에서는 MU-MIMO 기술의 장점을 충분히 활용하기 위하여, 스트림별 전력 제어(per-stream power control) 및 단말국 그룹핑 기술을 제안한다.

AP는 항시 각각의 멀티캐스트 수신기들의 SNR 값을 모니터하고 있기 때문에, 멀티캐스트 수신기인 단말국을 여러 서브그룹(subgroup)으로 구성할 수 있다. AP에 의해 구성된 서브그룹들의 개수는 AP 및 단말국의 송신 및 수신 안테나 개수에 달려있다. 다시 말해서, 멀티캐스트 서브그룹들의 개수는 지원된 동시적인 데이터 스트림의 총 개수이다. 이때, 위와 같이 "멀티캐스트 서브그룹"이라는 용어가 사용되는데, 그 이유는 하나의 셀 내에 여러 멀티캐스트 그룹들이 있고, 이들 그룹들은 수신된 SNR 값에 따라 다시 서브그룹들로 더 나뉘어지기 때문이다.

즉, 그룹핑의 일예를 도시한 도 1을 참조하면, 그룹 1(110)의 단말국들은 아주 높은 SNR 값을 갖는다. 반면, 그룹 2(120)의 단말국들은 그 보다 약한 SNR 값을, 그리고 그룹 3(130)의 단말국들은 그룹 1(110)과 그룹 2(120)와 비교하여 상대적으로 SNR 값이 아주 낮은 열약한 채널 조건을 나타내고 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스트림별 전력 제어를 이용한 멀티캐스팅 방식의 일예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 단말국들이 셀 전체에서 불균일하게 분산되어 있을지라도, 각 스트림별로 전송 전력을 다르게 조절함으로써, AP(100)는 모두 동일하게 높은 MCS 값을 이용하여 서브그룹1, 서브그룹2, 서브그룹3 등의 각 서브그룹마다 데이터를 멀티캐스팅하여 전송할 수 있다. 이때, 서브그룹1, 서브그룹2, 서브그룹3 등의 각각의 서브그룹에는 리더가 할당되는데, 각각의 서브그룹의 리더인 서브그룹1 리더(200), 서브그룹2 리더(210), 서브그룹3 리더(220)로 선택되는 단말국은 블록 답변(block acknowledgement : BA)을 전송하는 역할을 수행한다. 한편, 최대의 전송 전력 레벨은 규정으로 인해 제한되기 때문에, 전송 전력 레벨이 항시 증가될 수는 없다. 게다가, 일부 간섭 문제가 발생할 수도 있다. 이러한 경우, 전송 레이트 적응의 방책이 일부 적용되어야 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 단말국들을 그룹핑한 경우의 멀티캐스팅 데이터 전송의 일예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 채널에 액세스한 후, AP(100)는 각 사용자 그룹마다 A-MPDU를 다르게 구성한다. 각각의 A-MPDU는 선택된 MCS를 이용하여 각기 대응하는 멀티캐스트 서브그룹에 동시에 전송된다. 이때, 서브그룹1, 서브그룹2, 서브그룹3 등의 각각의 서브그룹에는 리더가 할당되는데, 이와 같이 각각의 서브그룹의 리더인 서브그룹1 리더(200), 서브그룹2 리더(210), 서브그룹3 리더(220)로 선택되는 단말국은 블록 답변(block acknowledgement : BA)을 전송하는 역할을 수행한다. 즉, 각각의 리더(200, 210, 220)는 MPDU 마다 성공적 수신 또는 오류적 수신을 확인하는 BA를 전송한다. 이때, 각각의 리더(200, 210, 220)로부터 전송되는 BA의 충돌을 방지하기 위해, AP(100)는 각 리더(200, 210, 220)가 응답하여야 하는 순서를 명기하고 있다.

위 도 3과 비교하여, 본 발명에 따라 스트림들 간 다른 전력 할당으로 인해 도 2에서는 동일한 양의 데이터를 전송하는데 소요되는 시간이 덜 걸린다. 이때, AP(100)는 단말국을 서브그룹으로 분리하고, 스트림별 전송 전력 제어를 적용하거나, 각 서브그룹마다 MCS를 선택함으로써, 네트워크 성능을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AP의 상세 블록 구성을 도시한 것으로, 신호품질 측정부(400), 그룹핑부(402), 메모리부(404), 제어부(406), 송신부(408), 수신부(410) 등을 포함할 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 AP의 각 구성요소에서의 동작을 상세히 설명하기로 한다.

먼저, SNR 측정부(400)는 다중전송 환경내 존재하는 다수의 단말국에 대해 SNR을 측정한다.

그룹핑부(402)는 SNR 측정부(400)에서 측정되는 각 단말국에 대한 SNR 값을 이용하여 다수의 단말국을 다수의 서브그룹으로 그룹핑시킨다. 이와 같은 서브그룹은 예를 들어 3개의 서브그룹인 제1 서브그룹, 제2 서브그룹, 제3 서브그룹으로 구분될 수 있으나, 이는 설명을 위한 실시예 일뿐 필요한 개수의 서브그룹으로 구분될 수도 있다.

또한, 그룹핑부(402)는 위와 같이 그룹핑한 각 서브그룹에 속한 단말국들에 대해서 각 단말국의 SNR값 등을 고려하여 리더가 되는 단말국을 결정할 수 있다. 이때, 그룹핑부(402)는 리더가 되는 단말국을 결정함에 있어서 각 서브그룹에서 가장 낮은 SNR값을 가지는 단말국을 리더로 결정할 수 있다.

제어부(406)는 메모리부(404)에 저장된 동작 프로그램에 따라 AP(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 또한, 제어부는 본 발명의 실시예에 따라 각 서브그룹별 적용되는 MCS를 결정하고, 각 서브그룹으로 전송하기 위한 A-MPDU를 구성한다. 이때 제어부는 각 서브그룹마다 A-MPDU를 서로 다르게 구성할 수 있다. 위와 같이 각 서브그룹별 A-MPDU를 구성하는 경우 제어부(406)는 송신부(408)를 통해 각 서브그룹내 속한 단말국으로 A-MPDU를 멀티캐스트 전송한다.

또한, 제어부(406)는, 각 서브그룹으로 A-MPDU를 전송 시 스트림별로 전송 전력을 다르게 조절하여 전송할 수 있으며, 각 서브그룹별 서로 다르게 구성된 A-MPDU의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 각 A-MPDU의 크기를 조정할 수 있다.

수신부(410)는 A-MPDU를 수신한 단말국으로부터 전송되는 BA를 수신하여 제어부로 인가한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 멀티캐스팅 전송을 위한 동작 제어 흐름을 도시한 것이다. 이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

먼저, AP(100)는 각 단말국(112, 122, 132)을 서브그룹(200, 210, 220)으로 나누고(S500), 각 서브그룹마다 MCS를 정하고, 각 서브그룹의 리더(leader)를 결정한다(S502). 이러한 결정은 AP(100)와 각 단말국 간의 링크 품질 정보를 통하여 이루어질 수 있다.

그 다음, AP(100)는 각 서브그룹의 SNR 등과 같은 신호 품질 레벨의 임계값(threshold)을 규정한다. 단말국은 위와 같은 임계값을 고려하여 각 서브그룹에 할당될 수 있다. 또한, AP(100)는 각각의 서브그룹에 하나의 리더를 결정할 수 있으며, 이와 같은 리더의 결정에 있어서 예를 들어 각 서브그룹 내에서 최악의 링크 품질 레벨을 갖는 단말국을 리더로서 결정할 수 있다. 또한, MCS의 선택은 리더의 SNR 을 모니터(monitor)하던가 또는 다른 레이트 적응 알고리즘에 따라 이루어질 수 있다.

MCS가 높을수록 낮은 SNR의 단말국에 비해 높은 SNR의 단말국에 더 많은 MPDU가 집약되기 때문에, AP(100)는 각 서브그룹 마다 별도로 A-MPDU를 구성하여야 한다(S504). 또한, AP(100)는 각 A-MPDU의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 A-MPDU를 구성한다. 이를 위해 A-MPDU 크기를 조정하는 것이 필요하며, AP(100)는 A-MPDU 크기를 정확하게 조정하기 위하여, 프레임 패딩(frame padding : PAD)을 적용할 수 있다.

각 A-MPDU가 생성된 후 AP(100)는 공통의 물리 프로토콜 데이터 단위(common physical protocol data unit : PPDU) 헤더를 붙이고, A-MPDU들을 다른 전송 레이트를 이용하여 전송한다(S506).

그러면, 각 단말국에서는 A-MPDU를 수신하고, 수신한 각 A-MPDU의 수신이 정확한지를 CRC 필드를 이용하여 입증한다. 이때, 리더가 되는 단말국의 경우, A-MPDU를 수신한 후, 어느 프레임이 재전송되어야 하는지를 명시하는 BA를 이용하여 응답한다. 이때 만일, 모든 MPDU가 정확하게 수신되면, BA는 바로 성공적인 수신을 입증하는 것이다. 리더 아닌 단말국의 경우, MPDU가 모두 정확하게 수신되면, 아무 조치도 취하지 않고 가만히 있는다.

만일 A-MPDU들 중 일부가 정확히 수신되지 않으면, 리더 아닌 단말국은 더미 데이터로 구성된 네거티브(negative) ACK(NACK)를 송신한다. 이러한 NACK는 리더가 전송한 BA와 충돌하게 되며, BA가 제대로 수신되지 않는다.

위와 같이 단말국으로부터 BA가 제대로 수신되지 않는 경우(S508) AP(100)는 새로운 리더 선택 절차를 개시한다(S502∼S506). 이와 같은 새로운 리더 선택 절차 동안, AP(100)는 리더 선택 요청 메시지를 송신하여 해당 서브그룹 내 각각의 단말국들이 순차적으로 BA를 응답으로 보내도록 한다. 이러한 BA 응답은 어느 MPDU가 새로운 A-MPDU에 속하여야 하는지를 나타내는 가장 최근의 A-MPDU를 수신했음을 답변하는 것이다. 이렇게 함으로써 일부 MPDU의 불필요한 중복 전송을 방지할 수 있다. 이러한 절차는 리더로부터 정확히 BA를 수신할 때까지 반복된다.

한편, AP(100)는 단말국으로부터 BA가 정상적으로 수신되는 경우(S508), 모든 단말국으로부터 MPDU가 수신 성공되었는지를 검사한다(S510).

이때 만일, AP(100)가 MPDU들 중 전부가 아닌 일부가 정확하게 수신되었다는 것을 나타내는 BA를 수신하면(S510), 이것은 리더 혼자 MPDU들 중 일부를 수신하지 못했다는 것을 의미한다. 그러한 경우, AP(100)는 새로운 A-MPDU를 구성하고 재전송을 개시한다(S504). 이때, 효율을 증대시키기 위하여, 전송 큐 중에서 이용가능한 프레임들이 있다면 AP(100)는 새로운 MPDU들을 재전송된 A-MPDU에 포함시킬 수도 있다.

이와 달리, AP(100)가 MPDU들을 모두 성공적으로 수신했음을 나타내는 BA를 수신한다면(S510), AP(100)는 다른 서브그룹 내 멀티캐스트 수신기들인 단말국이 MPDU들을 성공적으로 수신하였는지를 검사한다(S512).

이때, 다른 서브그룹 내 멀티캐스트 수신기들인 단말국이 MPDU들을 성공적으로 수신한 경우(S512), AP(100)는 전송큐를 갱신시킨다(S514). 이와 같은 갱신을 통해 모든 멀티캐스트 서브그룹에 의해 정확하게 수신된 MPDU들은 전송 큐에서 제외될 수 있다. 만일 모든 프레임들이 정확히 수신되면, 새로운 리더 선택 절차를 개시할 필요가 없는 것이며 동일 서브그룹 내 멤버들 및 리더들에게 전송이 진행될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에서는 TDMA/MU-MIMO시스템의 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑에 있어서, 멀티캐스트 수신기들을 채널 품질에 따라 그룹핑하고, 스트림별 전송 전력 제어 및 다른 서브그룹마다 적절한 MCS를 사용함으로써, 멀티캐스팅에 기반한 MU-MIMO 무선 WLAN 환경에서 다운링크 프레임 멀티캐스팅의 효율을 증가시키고, 멀티캐스트 수신기들 간의 공정성은 높은 레벨로 유지시킬 수 있다.

한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.

100 : AP 112, 122, 132 : 단말국
400 : SNR 측정부 402 : 그룹핑부
404 : 메모리부 406 : 제어부
408 : 송신부 410 : 수신부

Claims (12)

1. 다중전송 환경내 존재하는 다수의 단말국에 대해 SNR(signal to noise ratio) 값을 측정하는 SNR 측정부와,
   상기 SNR 값에 따라 상기 다수의 단말국을 다수의 서브그룹으로 그룹핑하고, 각 서브그룹에서 리더가 되는 단말국을 결정하는 그룹핑부와,
   상기 각 서브그룹별 적용되는 MCS(modulation and coding scheme)를 결정하고, A-MPDU(aggregated MAC protocol data unit)를 서로 다르게 구성하여 상기 구성된 A-MPDU를 상기 각 서브그룹으로 멀티캐스트 전송하는 제어부
   를 포함하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 그룹핑부는,
   상기 각 서브그룹에 속한 단말국들 중 상기 SNR 값이 가장 낮은 단말국을 해당 서브그룹의 리더가 되는 단말국으로 결정하는 것을 특징으로 하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 리더가 되는 단말국의 SNR 값을 참조하여 해당 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 각 서브그룹별 서로 다르게 구성된 A-MPDU의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 각 A-MPDU의 크기를 조정하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 각 서브그룹으로 상기 A-MPDU를 전송 시 스트림별로 전송 전력을 다르게 조절하여 전송하는 다중전송 환경에서의 단말기 그룹핑 장치.
   
6. 다중전송 환경에 속한 다수의 단말국을 각 단말국에 대해 측정된 SNR 값에 따라 다수의 서브그룹으로 그룹핑시키는 단계와,
   상기 그룹핑된 다수의 서브그룹에 대해 각 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 단계와,
   상기 각 서브그룹의 리더가 되는 단말국을 결정하는 단계와,
   상기 각 서브그룹의 링크 품질 특성에 대응되게 상기 각 서브그룹으로 전송할 A-MPDU를 서로 다르게 구성하는 단계와,
   상기 구성된 A-MPDU를 해당하는 서브그룹의 단말국으로 멀티캐스트 전송하는 단계
   를 포함하는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 서로 다르게 구성되는 A-MPDU는,
   상기 각 서브그룹으로의 전송이 동일한 시간에 완료되도록 크기가 조정되는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
   
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 MCS를 결정하는 단계는,
   상기 각 서브그룹의 리더가 되는 단말국의 SNR 값을 참조하여 상기 각 서브그룹에 적용할 MCS를 결정하는 단계인 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
   
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 리더가 되는 단말국을 결정하는 단계는,
   상기 각 서브그룹에 속한 단말국들의 SNR 값을 비교하는 단계와,
   상기 SNR 값이 가장 낮은 단말국을 해당 서브그룹의 리더가 되는 단말국으로 결정하는 단계
   를 포함하는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
   
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 각 서브그룹의 리더 단말국으로부터 BA(block acknowledgement)가 수신되는지 검사하는 단계와,
    상기 BA가 수신되지 않는 경우 해당 서브그룹의 리더를 다시 결정하는 단계
    를 포함하는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 BA가 수신되는 경우에는 해당 서브그룹내 모든 단말국이 MPDU를 성공적으로 수신하였는지 여부를 검사하는 단계와,
    상기 모든 단말국이 MPDU를 성공적으로 수신하지 못한 경우, 상기 해당 서브그룹에 대한 새로운 A-MPDU를 구성하는 단계
    를 포함하는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
    
12. 제 6 항에 있어서,
    상기 방법은,
    상기 각 서브그룹의 모든 단말국으로부터 MPDU의 수신을 확인하는 경우 상기 각 서브그룹으로 전송하기 위해 대기 중인 전송큐에서 상기 MPDU를 삭제하는 단계를 더 포함하는 다중전송 환경에서 사용자 단말 그룹핑 방법.
    
    
    

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