KR20160084301A - 동적 대역폭 할당 방법 - Google Patents

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KR20160084301A
KR20160084301A KR1020150189708A KR20150189708A KR20160084301A KR 20160084301 A KR20160084301 A KR 20160084301A KR 1020150189708 A KR1020150189708 A KR 1020150189708A KR 20150189708 A KR20150189708 A KR 20150189708A KR 20160084301 A KR20160084301 A KR 20160084301A
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이일구
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뉴라컴 인코포레이티드
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Abstract

무선 통신 네트워크에서 디바이스의 동적 대역폭 할당 방법이 제공된다. 소정 대역폭이 복수의 부채널로 분할될 때, 디바이스는 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 할당하고, 데이터 필드의 서비스 필드가 할당된 부채널을 지시하는 채널 지시자를 포함하는 프레임을 전송한다.

Description

동적 대역폭 할당 방법{METHOD FOR DYNAMIC BANDWIDTH ALLOCATION}
본 발명은 동적 대역폭 할당 방법에 관한 것으로, 특히 무선 근거리 통신망(wireless local area network, WLAN)(앞으로 "무선랜"이라 함)에서의 동적 대역폭 할당 방법에 관한 것이다.
무선랜은 IEEE 파트 11에서 "Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications"의 이름으로 표준화가 진행되고 있다. 1999년 원 표준이 공개된 후에, 보정안을 통해 새로운 버전의 표준이 계속 공개되고 있다. 1999년에 5 GHz 밴드를 지원하는 IEEE 802.11a 표준(IEEE Std 802.11a-1999) 및 2.4 GHz 대역을 지원하는 IEEE 802.11b 표준(IEEE Std 802.11b-1999)이 공개되고, 2003년에 2.4 GHz 밴드를 지원하는 IEEE 802.11g 표준(IEEE Std 802.11g-2003)이 공개되었으며, 이들 표준을 레거시(legacy)라 한다. 이어서, 높은 수율(higher throughput, HT) 향상을 위한 IEEE 802.11n 표준(IEEE Std 802.11n-2009)이 2009년에 공개되었고, 매우 높은 수율(very high throughput, VHT) 향상을 위한 IEEE 802.11ac 표준(IEEE 802.11ac-2013)이 2013년에 공개되었다. 현재 IEEE 802.11ax 태스크 그룹에서는 고밀도 환경에서의 시스템 수율을 향상시킬 수 있는 고효율(high efficiency, HE) 무선랜을 개발하고 있다.
현재의 무선랜에서는 일차 채널과 함께 이차 채널을 사용함으로써 넓은 대역폭을 사용할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11ac 표준에서는 20 MHz의 일차 채널 외에 20 MHz의 이차 채널, 40 MHz의 이차 채널, 80 MHz의 이차 채널을 통해, 대역폭을 동적으로 할당하여서 20 MHz, 40 MHz, 80 MHz, 160 MHz 등의 대역폭을 사용할 수 있다. 그런데 IEEE 802.11ac 표준에서는 BSS 내의 어떤 디바이스에 간섭이 있는 경우, 간섭이 일차 채널에만 존재하고 일부 이차 채널에는 간섭이 없더라도 간섭에 의해 해당 디바이스는 비어 있는 이차 채널을 사용할 수 없다. 이에 따라 채널을 효율적으로 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 채널을 효율적으로 사용하기 위한 동적 대역폭 할당 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 동적 대역폭 할당 방법이 제공된다. 상기 동적 대역폭 할당 방법은, 소정 대역폭이 복수의 부채널로 분할될 때, 상기 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 할당하는 단계, 그리고 데이터 필드의 서비스 필드가 상기 할당된 부채널을 지시하는 채널 지시자를 포함하는 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 프레임을 전송하는 단계는 상기 복수의 부채널 중 상기 할당된 부채널로 상기 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트에 의해 전송될 수 있다.
상기 적어도 일부 비트는 상기 처음 7 비트의 마지막 일부 비트를 포함할 수 있다.
상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 적어도 일부 비트에 의해 전송될 수 있다.
상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트와 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 적어도 일부 비트의 조합에 의해 전송될 수 있다.
상기 동적 대역폭 할당 방법은 데이터 필드의 서비스 필드가 상기 할당된 부채널 중에서 사용할 채널을 지시하는 제2 채널 지시자를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동적 대역폭 할당 방법은 데이터 필드의 서비스 필드가 상기 복수의 부채널 중에서 사용할 채널을 지시하는 제2 채널 지시자를 포함하는 요청 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 사용할 부채널을 할당하는 단계는 상기 제2 채널 지시자가 지시하는 채널 중에서 상기 사용할 부채널을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 데이터 프레임에 포함된 MAC 프레임은, 상기 채널 지시자의 전송을 알리는 동적 대역폭 할당 지시자를 포함할 수 있다.
상기 MAC 프레임은 프레임 제어 필드를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 프레임 제어 필드의 소정 비트에 의해 전송될 수 있다.
상기 MAC 프레임은 주소 필드를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 주소 필드의 소정 비트에 의해 전송될 수 있다.
상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 소정 비트에 의해 전송될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 동적 대역폭 할당 방법이 제공된다. 상기 동적 대역폭 할당 방법은, 소정 대역폭이 복수의 부채널로 분할될 때, 데이터 필드의 서비스 필드가 상기 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 지시하는 채널 지시자를 포함하는 프레임을 수신하는 단계, 그리고 상기 채널 지시자를 통해 할당된 부채널을 확인하는 단계를 포함한다.
상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트에 의해 전송될 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따르면, 소정의 대역폭을 가지는 채널이 복수의 부채널로 분할되는 경우에, 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 동적으로 할당할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선랜 디바이스의 구조를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 2는 무선랜에 사용하기 위한 실시예에 따른 송신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 3은 무선랜에 사용하기 위한 실시예에 따른 수신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 4는 IFS 관계를 보여주는 도면이다.
도 5는 채널에서 프레임들 간의 충돌을 회피하기 위한 CSMA/CA 방식에 따른 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 채널 폭의 예를 나타내는 도면이다.
도 7 및 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 송신 디바이스와 수신 디바이스의 정적 대역폭 할당 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 송신 디바이스와 수신 디바이스의 동적 대역폭 할당 동작의 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 3 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 12 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 4 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 8 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 16 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 15 및 도 16은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 동적 할당 방법의 예를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 프레임의 데이터 필드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 스크램블러 생성기의 한 예를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 제어 필드를 나타내는 도면이다.
도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 요청 프레임의 TA 필드를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 서비스 필드를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
무선 근거리 통신망(wireless local area network, WLAN)(앞으로 "무선랜"이라 함)에서 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)는 복수의 무선랜 디바이스를 포함한다. 무선랜 디바이스는 IEEE(institute of electrical and electronics engineers) 802.11 표준에 따른 매체 접근 제어(medium access control, MAC) 계층과 물리(physical, PHY) 계층 등을 포함할 수 있다. 복수의 무선랜 디바이스 중 적어도 하나의 무선랜 디바이스는 액세스 포인트(access point, AP)이고, 나머지 무선랜 디바이스는 non-AP 스테이션(non-AP station, non-AP STA)일 수 있다. 혹은 에드 혹 (Ad-hoc) 네트워킹에서, 복수의 무선랜 디바이스는 모두 non-AP 스테이션일 수 있다. 통상, 스테이션(STA)은 액세스 포인트(AP) 및 non-AP 스테이션을 통칭하는 경우로도 사용되나, 편의상 non-AP 스테이션을 스테이션(station, STA) 이라고 약칭하기도 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선랜 디바이스의 구조를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 1을 참고하면 무선랜 디바이스(1)는 베이스밴드 프로세서(10), 라디오 주파수(radio frequency, RF) 트랜시버(20), 안테나부(30), 메모리(40), 입력 인터페이스 유닛(50), 출력 인터페이스 유닛(60) 및 버스(70)를 포함한다.
베이스밴드 프로세서(10)는 본 명세서에서 기재된 베이스밴드 관련 신호 처리를 수행하며, MAC 프로세서(11), PHY 프로세서(15)를 포함한다.
일 실시예에서, MAC 프로세서(11)는 MAC 소프트웨어 처리부(12)와 MAC 하드웨어 처리부(13)를 포함할 수 있다. 이때, 메모리(40)는 MAC 계층의 일부 기능을 포함하는 소프트웨어(앞으로 "MAC 소프트웨어"라 한다)를 포함하고, MAC 소프트웨어 처리부(12)는 이 MAC 소프트웨어를 구동하여 MAC의 일부 기능을 구현하고, MAC 하드웨어 처리부(13)는 MAC 계층의 나머지 기능을 하드웨어(앞으로 "MAC 하드웨어"라 한다)로서 구현할 수 있으나, 이에 한정될 필요는 없다.
PHY 프로세서(15)는 송신 신호 처리부(100)와 수신 신호 처리부(200)를 포함한다.
베이스밴드 프로세서(10), 메모리(40), 입력 인터페이스 유닛(50) 및 출력 인터페이스 유닛(60)은 버스(70)를 통해서 서로 통신할 수 있다.
RF 트랜시버(20)는 RF 송신기(21)와 RF 수신기(22)를 포함한다.
메모리(40)는 MAC 소프트웨어 이외에도 운영 체제 (operating system), 애플리케이션 (application) 등을 저장할 수 있으며, 입력 인터페이스 유닛(50)은 사용자로부터 정보를 획득하고, 출력 인터페이스 유닛(60)은 사용자에게 정보를 출력한다.
안테나부(30)는 하나 이상의 안테나를 포함한다. 다중 입력 다중 출력(multiple-input multiple-output, MIMO) 또는 다중 사용자 MIMO(multi-user MIMO, MU-MIMO)를 사용하는 경우, 안테나부(30)는 복수의 안테나를 포함할 수 있다.
도 2는 무선랜에 사용하기 위한 실시예에 따른 송신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 2를 참고하면, 송신 신호 처리부(100)는 인코더(110), 인터리버(120), 매퍼(130), 역 푸리에 변환기(140), 보호 구간(guard interval, GI) 삽입기(150)를 포함한다.
인코더(110)는 입력 데이터를 부호화하며, 예를 들면 순방향 오류 수정(forward error correction, FEC) 인코더일 수 있다. FEC 인코더는 이진 컨볼루션 코드(binary convolutional code, BCC) 인코더를 포함할 수 있는데, 이 경우 천공(puncturing) 장치가 이에 포함될 수 있다. 또는 FEC 인코더는 저밀도 패리티 검사(low-density parity-check, LDPC) 인코더를 포함할 수 있다.
송신 신호 처리부(100)는 0 또는 1의 긴 동일 시퀀스가 발생되는 확률을 줄이기 위해서 입력 데이터를 부호화하기 앞서 스크램블하는 스크램블러(scrambler)를 더 포함할 수 있다. 인코더(110)로서 복수의 BCC 인코더가 사용되면, 송신 신호 처리부(100)는 스크램블된 비트를 복수의 BCC 인코더로 역다중화하기 위한 인코더 파서(encoder parser)를 더 포함할 수 있다. 인코더(110)로서 LDPC 인코더가 사용되는 경우, 송신 신호 처리부(100)는 인코더 파서를 사용하지 않을 수 있다.
인터리버(120)는 인코더(110)에서 출력되는 스트림의 비트들을 인터리빙하여 순서를 변경한다. 인터리빙은 인코더(110)로서 BCC 인코더가 사용될 때만 적용될 수도 있다. 매퍼(130)는 인터리버(120)에서 출력되는 비트열을 성상점(constellation points)에 매핑한다. 인코더(110)로서 LDPC 인코더가 사용되는 경우, 매퍼(130)는 성상점 매핑 외에 LDPC 톤 매핑(LDPC tone mapping)을 더 수행할 수 있다.
MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 송신 신호 처리부(100)는 공간 스트림(spatial stream)의 개수(NSS)에 해당하는 복수의 인터리버(120)와 복수의 매퍼(130)를 사용할 수 있다. 이때, 송신 신호 처리부(100)는 복수의 BCC 인코더 또는 LDPC 인코더의 출력을 서로 다른 인터리버(120) 또는 매퍼(130)로 제공될 복수의 블록으로 분할하는 스트림 파서를 더 포함할 수 있다. 또한 송신 신호 처리부(100)는 성상점을 NSS개의 공간 스트림으로부터 NSTS개의 시공간(space-time) 스트림으로 확산하는 시공간 블록 코드(space-time block code, STBC) 인코더와 시공간 스트림을 전송 체인(transmit chains)으로 매핑하는 공간 매퍼를 더 포함할 수 있다. 공간 매퍼는 직접 매핑(direct mapping), 공간 확산(spatial expansion), 빔포밍(beamforming) 등의 방법을 사용할 수 있다.
역 푸리에 변환기(140)는 역 이산 푸리에 변환(inverse discrete Fourier transform, IDFT) 또는 역 고속 푸리에 변환(inverse fast Fourier transform, IFFT)을 사용하여 매퍼(130) 또는 공간 매퍼에서 출력되는 성상점 블록을 시간 영역 블록, 즉 심볼로 변환한다. STBC 인코더와 공간 매퍼를 사용하는 경우, 역 푸리에 변환기(140)는 전송 체인별로 제공될 수 있다.
MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 송신 신호 처리부는 의도하지 않은 빔포밍을 방지하기 위해서 역 푸리에 변환 전 또는 후에 사이클릭 시프트 다이버시티(cyclic shift diversity, CSD)를 삽입할 수 있다. CSD는 전송 체인마다 특정되거나 시공간 스트림마다 특정될 수 있다. 또는 CSD는 공간 매퍼의 일부로서 적용될 수도 있다.
또한 MU-MIMO를 사용하는 경우, 공간 매퍼 전의 일부 블록은 사용자별로 제공될 수도 있다.
GI 삽입기(150)는 심볼의 앞에 GI를 삽입한다. 송신 신호 처리부(100)는 GI를 삽입한 후에 심볼의 에지를 부드럽게 윈도우잉(windowing)할 수 있다. RF 송신기(21)는 심볼을 RF 신호로 변환해서 안테나를 통해 송신한다. MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, GI 삽입기(150)와 RF 송신기(21)는 전송 체인별로 제공될 수 있다.
도 3은 무선랜에 사용하기 위한 실시예에 따른 수신 신호 처리부를 예시하는 개략적인 블록도이다.
도 3을 참고하면, 수신 신호 처리부(200)는 GI 제거기(220), 푸리에 변환기(230), 디매퍼(240), 디인터리버(250) 및 디코더(260)를 포함한다.
RF 수신기(22)는 안테나를 통해 RF 신호를 수신하여서 심볼로 변환하고, GI 제거기(220)는 심볼에서 GI를 제거한다. MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, RF 수신기(22)와 GI 제거기(220)는 수신 체인별로 제공될 수 있다.
푸리에 변환기(230)는 이산 푸리에 변환(discrete Fourier transform, DFT) 또는 고속 푸리에 변환(fast Fourier transform, FFT)을 사용하여 심볼, 즉 시간 영역 블록을 주파수 영역의 성상점으로 변환한다. 푸리에 변환기(230)는 수신 체인별로 제공될 수 있다.
MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 푸리에 변환된 수신 체인을 시공간 스트림의 성상점으로 변환하는 공간 디매퍼(spatial demapper)와 성상점을 시공간 스트림으로부터 공간 스트림으로 역확산하는 STBC 디코더를 포함할 수 있다.
디매퍼(240)는 푸리에 변환기(230) 또는 STBC 디코더에서 출력되는 성상점 블록을 비트 스트림으로 디매핑한다. 수신 신호가 LDPC 인코딩된 경우, 디매퍼(240)는 성상점 디매핑 전에 LDPC 톤 디매핑(LDPC tone demapping)을 더 수행할 수 있다. 디인터리버(250)는 디매퍼(240)에서 출력되는 스트림의 비트들을 디인터리빙한다. 디인터리빙은 수신 신호가 BCC 인코딩된 경우에만 적용될 수 있다.
MIMO 또는 MU-MIMO를 사용하는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 공간 스트림의 개수에 해당하는 복수의 디매퍼(240)와 복수의 디인터리버(250)를 사용할 수 있다. 이때, 수신 신호 처리부(200)는 복수의 디인터리버(250)에서 출력되는 스트림을 결합하는 스트림 디파서(stream deparser)를 더 포함할 수 있다.
디코더(260)는 디인터리버(250) 또는 스트림 디파서에서 출력되는 스트림을 복호화하며, 예를 들면 FEC 디코더일 수 있다. FEC 디코더는 BCC 디코더 또는 LDPC 디코더를 포함할 수 있다. 수신 신호 처리부(200)는 디코더(260)에서 복호된 데이터를 디스크램블하는 디스크램블러를 더 포함할 수 있다. 디코더(260)로서 복수의 BCC 디코더가 사용되는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 디코딩된 데이터를 다중화하기 위한 인코더 디파서(encoder deparser)를 더 포함할 수 있다. 디코더(260)로서 LDPC 디코더가 사용되는 경우, 수신 신호 처리부(200)는 인코더 디파서를 사용하지 않을 수 있다.
도 4는 프레임간 간격(interframe space, IFS) 관계를 보여주는 도면이다.
무선랜 디바이스들 사이에서 데이터 프레임(data frame), 제어 프레임(control frame), 관리 프레임(management frame)이 교환될 수 있다.
데이터 프레임은 상위 레이어에 포워드되는 데이터의 전송을 위해 사용되는 프레임이며, 매체가 idle이 된 때로부터 DIFS (distributed coordination function IFS) 경과 후 백오프 수행 후 전송된다. 관리 프레임은 상위 레이어에 포워드되지 않는 관리 정보의 교환을 위해 사용되는 프레임으로서, DIFS 또는 PIFS (point coordination function IFS)와 같은 IFS 경과 후 백오프 수행 후 전송된다. 관리 프레임의 서브타입 프레임으로 Beacon, Association request/response, probe request/response, authentication request/response 등이 있다. 제어 프레임은 매체에 액세스를 제어하기 위하여 사용되는 프레임이다. 제어 프레임의 서브 타입 프레임으로 RTS, CTS, ACK 등이 있다. 제어 프레임은 다른 프레임의 응답 프레임이 아닌 경우 DIFS 경과 후 백오프 수행 후 전송되고, 다른 프레임의 응답 프레임인 경우 SIFS (short IFS) 경과 후 백오프 없이 전송된다. 프레임의 타입과 서브 타입은 프레임 제어 필드 내의 type 필드와 subtype 필드에 의해 식별될 수 있다.
한편, QoS (Quality of Service) STA은 프레임이 속하는 access category (AC)를 위한 AIFS(arbitration IFS), 즉 AIFS[AC] 경과 후 백오프 수행 후 프레임을 전송할 수 있다. 이때, AIFS[AC]가 사용될 수 있는 프레임은 데이터 프레임, 관리 프레임 및 응답 프레임이 아닌 제어 프레임이 될 수 있다.
도 5는 채널에서 프레임들 간의 충돌을 회피하기 위한 CSMA(carrier sense multiple access)/CA(collision avoidance) 방식에 따른 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 개념도이다.
도 5를 참고하면, 제1 디바이스(STA1)는 데이터를 전송하고자 하는 송신 디바이스를 의미하고, 제2 디바이스(STA2)는 제1 디바이스(STA1)부터 전송되는 데이터를 수신하는 수신 디바이스를 의미한다. 제3 디바이스(STA3)는 제1 디바이스(STA1)로부터 전송되는 프레임 및/또는 제2 디바이스(STA2)로부터 전송되는 프레임을 수신할 수 있는 영역에 위치할 수 있다.
제1 디바이스(STA1)는 캐리어 센싱(carrier sensing)을 통해 채널이 사용되고 있는지를 판단할 수 있다. 제1 디바이스(STA1)는 채널에 존재하는 에너지의 크기 또는 신호의 상관성(correlation)을 기반으로 채널의 점유 상태를 판단할 수 있고, 또는 NAV(network allocation vector) 타이머(timer)를 사용하여 채널의 점유 상태를 판단할 수 있다.
제1 디바이스(STA1)는 DIFS 동안 채널이 다른 디바이스에 의해 사용되지 않는 것으로 판단된 경우(즉, 채널이 아이들(idle) 상태인 경우) 백오프 수행 후 RTS(request to send) 프레임을 제2 디바이스(STA2)에 전송할 수 있다. 제2 디바이스(STA2)는 RTS 프레임을 수신한 경우 SIFS 후에 RTS 프레임에 대한 응답인 CTS(clear to send) 프레임을 제1 디바이스(STA1)에 전송할 수 있다.
한편, 제3 디바이스(STA3)는 RTS 프레임을 수신한 경우 RTS 프레임에 포함된 기간(duration) 정보를 사용하여 이후에 연속적으로 전송되는 프레임 전송 기간(예를 들어, SIFS + CTS 프레임 + SIFS + 데이터 프레임 + SIFS + ACK 프레임)에 대한 NAV 타이머를 설정할 수 있다. 또는 제3 디바이스(STA3)는 CTS 프레임을 수신한 경우 CTS 프레임에 포함된 기간 정보를 사용하여 이후에 연속적으로 전송되는 프레임 전송 기간(예를 들어, SIFS + 데이터 프레임 + SIFS + ACK 프레임)에 대한 NAV 타이머를 설정할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료되기 전에 새로운 프레임을 수신한 경우 새로운 프레임에 포함된 기간 정보를 사용하여 NAV 타이머를 갱신할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료되기 전까지 채널 접속을 시도하지 않는다.
제1 디바이스(STA1)는 제2 디바이스(STA2)로부터 CTS 프레임을 수신한 경우 CTS 프레임의 수신이 완료된 시점부터 SIFS 후에 데이터 프레임을 제2 디바이스(STA2)에 전송할 수 있다. 제2 디바이스(STA2)는 데이터 프레임을 성공적으로 수신한 경우 SIFS 후에 데이터 프레임에 대한 응답인 ACK 프레임을 제1 디바이스(STA1)에 전송할 수 있다.
제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머가 만료된 경우 캐리어 센싱을 통해 채널이 사용되고 있는지를 판단할 수 있다. 제3 디바이스(STA3)는 NAV 타이머의 만료 후부터 DIFS 동안 채널이 다른 디바이스에 의해 사용되지 않은 것으로 판단된 경우 랜덤 백오프에 따른 경쟁 윈도우(CW)가 지난 후에 채널 접속을 시도할 수 있다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 사운딩 방법에 대해서 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 채널 폭의 예를 나타내는 도면이며, 도 7 및 도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 송신 디바이스와 수신 디바이스의 정적 대역폭 할당 동작의 예를 나타내는 도면이고, 도 8 및 도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 송신 디바이스와 수신 디바이스의 동적 대역폭 할당 동작의 예를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11ac 표준(IEEE 802.11ac-2013)의 무선랜(앞으로 "VHT 무선랜"이라 함)에서 사용할 수 있는 채널은 일차 채널(primary channel)과 복수의 이차 채널(secondary channel)로 분할된다. 예를 들면, 도 6에 도시한 것처럼 80 MHz 채널폭은 20 MHz 대역폭을 가지는 일차 채널(앞으로 "일차 20 MHz 채널"이라 함), 20 MHz 대역폭을 가지는 이차 채널(앞으로 "이차 20 MHz 채널"이라 함) 및 40 MHz 대역폭을 가지는 이차 채널(앞으로 "이차 40 MHz 채널"이라 함)로 분할될 수 있다.
VHT 무선랜에서는 정적 대역폭 할당과 동적 대역폭 할당을 지원한다. 동적 대역폭 할당의 경우, 일차 채널이 모든 프레임 전송에 항상 포함되고, 이차 채널이 부가적으로 사용된다. 그러므로 20 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널을 사용하고, 40 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널과 이차 20 MHz 채널을 포함하는 채널(앞으로 "일차 40 MHz 채널"이라 함)사용하고, 80 MHz 대역폭의 송신을 위해 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널 포함하는 채널(앞으로 "일차 80 MHz 채널"이라 함)을 사용한다. 또한 160 MHz 대역폭의 송신을 위해서 두 개의 80 MHz 대역폭을 합쳐서 사용한다. 이와 같이, VHT 무선랜에서는 동적 대역폭 할당에서 항상 일차 20 MHz 채널을 사용하면서 다른 이차 채널을 사용할 수 있다.
도 7을 참고하면, 송신 디바이스가 데이터 프레임을 전송하려고 하는 경우, 정적 대역폭 할당에서는 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널을 포함하는 복수의 채널 중 어느 하나의 채널에서라도 간섭이 존재하면 송신 디바이스는 AIFS 기간 경과 후 백오프(backoff)를 수행하고, 다시 간섭이 존재하는지를 판단한다. 모든 채널에서 간섭이 존재하지 않으면, 송신 디바이스는 일차 80 MHz 채널을 통해서 데이터 프레임을 전송하고, 수신 디바이스로부터 복수의 채널을 통해서 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 도 7에서는 두 번의 백오프 후에 데이터 프레임이 전송되는 경우를 도시하였다.
도 8을 참고하면, 동적 대역폭 할당에서는 일차 20 MHz 채널에 간섭이 존재하는 경우 송신 디바이스는 AIFS 기간 경과 후 백오프를 수행하고, 다시 간섭이 존재하는지를 판단한다. 일차 20 MHz 채널을 포함하는 일부 채널에서 간섭이 존재하지 않으면, 송신 디바이스는 해당하는 일부 채널로 데이터 프레임을 전송하고, 수신 디바이스로부터 해당하는 일부 채널로 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 이와는 달리 송신 디바이스는 더 많은 대역폭을 사용하기 위해서 AIFS 기간 경과 후 백오프를 수행하고 다시 간섭이 존재하는지를 판단할 수 있다. 이때, 간섭이 존재하는 채널에 따라, 송신 디바이스는 일차 20 MHz 채널, 일차 40 MHz 채널 또는 일차 80 MHz 채널을 선택해서 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 도 8에서는 송신 디바이스가 이차 20 MHz 채널과 이차 40 MHz 채널에 간섭이 존재해서 백오프를 수행한 후에, 이차 40 MHz 채널에만 간섭이 존재해서 일차 40 MHz 채널로 데이터 프레임이 전송하는 경우를 도시하였다.
도 9를 참고하면, RTS 프레임과 CTS 프레임을 사용하는 경우, 정적 대역폭 할당에서 송신 디바이스는 RTS 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송한다. RTS 프레임을 수신한 수신 디바이스는 간섭을 확인하고, 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널을 포함하는 복수의 채널 중 어느 하나의 채널에서라도 간섭이 존재하면 수신 디바이스는 CTS 프레임을 전송하지 않는다. 그러면 송신 디바이스는 AIFS 기간 경과 후 백오프를 수행하고, 다시 RTS 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송한다. RTS 프레임을 수신한 수신 디바이스는 모든 채널에서 간섭이 존재하지 않으면 CTS 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송한다. 이에 따라 송신 디바이스는 데이터 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송하고, 수신 디바이스는 ACK 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송한다.
도 10을 참고하면, 동적 대역폭 할당에서 송신 디바이스는 동적 대역폭 할당의 지원을 지시하는 RTS 프레임을 일차 80 MHz 채널로 전송한다. RTS 프레임을 수신한 수신 디바이스는 간섭을 확인하고, 일차 20 MHz 채널을 포함하는 일부 채널에서 간섭이 존재하지 않으면, 해당하는 일부 채널로 CTS 프레임을 전송한다. 도 10에서는 이차 40 MHz 채널에 간섭이 존재하고, 일차 20 MHz 채널과 이차 20 MHz 채널에 간섭이 존재하지 않는 경우를 도시하였다. 따라서 수신 디바이스는 일차 40 MHz 채널로 CTS 프레임을 전송한다. 이에 따라 송신 디바이스는 데이터 프레임을 일차 40 MHz 채널로 전송하고, 수신 디바이스는 ACK 프레임을 일차 40 MHz 채널로 전송한다. 이 경우, VHT 무선랜에서는 사용하는 채널을 지시하기 위해서 2 비트의 지시자를 사용한다. 즉, 지시자가 "00"을 지시하는 경우 일차 20 MHz 채널을 지시하고, 지시자가 "01"을 지시하는 경우 일차 40 MHz 채널을 지시하고, 지시자가 "10"을 지시하는 경우 일차 80 MHz 채널을 지시하고, 지시자가 "11"을 지시하는 경우 160 MHz 채널을 지시할 수 있다.
이와 같이, VHT 무선랜에서는 직교 주파수 다중 분할(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM) 방식을 사용하므로 동적 대역폭 할당을 사용하는 경우라도 항상 일차 20 MHz 채널을 사용하면서 다른 이차 채널을 사용할 수 있다. 따라서 일차 20 MHz 채널에 간섭이 있는 경우에는 다른 이차 채널에 간섭이 없더라도 이차 채널을 사용할 수 없다는 문제점이 있다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 동적 대역폭 할당 방법에 대해서 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크는 앞서 설명한 무선랜일 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크는 무선랜 중에서 IEEE 802.11ax 태스크 그룹에서 개발되고 있는 고효율(high efficiency, HE) 무선랜일 수 있다. 아래에서는 설명의 편의상 본 발명의 실시예에 따른 무선 통신 네트워크를 HE 무선랜으로 가정하여서 설명한다.
HE 무선랜에서는 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널의 두 20 MHz 채널을 독립적으로 사용할 수 있다. 또한 HE 무선랜에서는 각 20 MHz 채널이 복수의 부채널로 분할되는 경우에, 각 부채널을 독립적으로 사용할 수 있다. 이러한 채널 또는 부채널의 채널의 독립적인 사용을 위해서 HE 무선랜에서는 예를 들면 직교 주파수 분할 다중 접속(orthogonal frequency-division multiple access, OFDMA) 방식을 사용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 3 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 11을 참고하면, HE 무선랜에서 VHT 무선랜과 유사하게 80 MHz 채널폭을 일차 20 MHz 채널, 이차 20 MHz 채널 및 이차 40 MHz 채널으로 분할하여서 사용할 수 있다.
어떤 실시예에서 소정 대역폭을 부채널 0, 부채널 1 및 부채널 2로 분할하여서 사용할 수도 있다. 이때, 부채널 0과 부채널 1의 대역폭은 동일하고, 부채널 2의 대역폭은 부채널 0의 대역폭의 두 배일 수 있다. 예를 들면, 20 MHz 대역폭을 5 MHz 대역폭의 부채널 0, 5 MHz 대역폭의 부채널 1 및 10 MHz 대역폭의 부채널 2로 분할할 수 있다. 앞으로 설명의 편의상 VHT 무선랜에서 사용되는 20 MHz 대역폭의 채널도 부채널이라 한다. 따라서 80 MHz 채널폭도 20 MHz 대역폭의 부채널 0, 20 MHz 대역폭의 부채널 1 및 40 MHz 대역폭의 부채널 2로 분할될 수 있다.
이 경우, 3 비트(B2:B0)의 채널 지시자를 사용해서 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 즉, 표 1과 같이 부채널 0, 1 및 2에 각각 비트 0(B0), 비트 1(B1) 및 비트 2(B2)가 할당될 수 있다. 채널 지시자는 3 비트(B2:B0) 중에서 소정의 값(예를 들면 '1')을 가지는 비트에 대응하는 부채널이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, 채널 지시자가 "000"인 경우 할당되는 부채널이 없음을 지시하고, "001"인 경우 부채널 0이 할당되는 것을 지시하고, "010"인 경우 부채널 1이 할당되는 것을 지시하고, "011"인 경우 부채널 0 및 1이 할당되는 것을 지시하고, "100"인 경우 부채널 2가 할당되는 것을 지시하고, "101"인 경우 부채널 0 및 2가 할당되는 것을 지시하고, "110"인 경우 부채널 1 및 2가 할당되는 것을 지시하고, "111"인 경우 부채널 0, 1 및 2가 할당되는 것을 지시할 수 있다.
B2:B0 지시되는 부채널
000 없음
001 부채널 0
010 부채널 1
011 부채널 0,1
100 부채널 2
101 부채널 0,2
110 부채널 1,2
111 부채널 0,1,2
도 12 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 4 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 12를 참고하면, HE 무선랜에서 소정 대역폭을 동일한 대역폭을 가지는 네 개의 부채널(부채널 0, 부채널 1, 부채널 2 및 부채널 3)로 분할하여서 사용할 수도 있다. 예를 들면, 20 MHz 대역폭을 각각 5 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0, 부채널 1, 부채널 2 및 부채널 3으로 분할할 수 있다. 다른 예로 80 MHz 채널폭을 각각 20 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0, 부채널 1, 부채널 2 및 부채널 3으로, 40 MHz 채널폭을 각각 10 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0, 부채널 1, 부채널 2 및 부채널 3으로 분할할 수 있다.
이 경우, 4 비트(B3:B0)의 채널 지시자를 사용해서 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 즉, 표 2와 같이 부채널 0, 1, 2 및 3에 각각 비트 0(B0), 비트 1(B1), 비트 2(B2) 및 비트 3(B3)이 할당될 수 있다. 채널 지시자는 4 비트(B3:B0) 중에서 소정의 값(예를 들면 '1')을 가지는 비트에 대응하는 부채널이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, 채널 지시자가 "0000"인 경우 할당되는 부채널이 없음을 지시하고, "0001"인 경우 부채널 0이 할당되는 것을 지시하고, "0010"인 경우 부채널 1이 할당되는 것을 지시하고, "0011"인 경우 부채널 0 및 1이 할당되는 것을 지시하고, "0100"인 경우 부채널 2가 할당되는 것을 지시하고, "101"인 경우 부채널 0 및 2가 할당되는 것을 지시하고, "0110"인 경우 부채널 1 및 2가 할당되는 것을 지시하고, "111"인 경우 부채널 0, 1 및 2가 할당되는 것을 지시하고, 채널 지시자가 "1000"인 경우 부채널 3이 할당되는 것을 지시하고, "1001"인 경우 부채널 0 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1010"인 경우 부채널 1 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1011"인 경우 부채널 0, 1 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1100"인 경우 부채널 2 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1101"인 경우 부채널 0, 2 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1110"인 경우 부채널 1, 2 및 3이 할당되는 것을 지시하고, "1111"인 경우 부채널 0, 1, 2 및 3이 할당되는 것을 지시할 수 있다.
B3:B0 지시되는 부채널
0000 없음
0001 부채널 0
0010 부채널 1
0011 부채널 0,1
0100 부채널 2
0101 부채널 0,2
0110 부채널 1,2
0111 부채널 0,1,2
1000 부채널 3
1001 부채널 0,3
1010 부채널 1,3
1011 부채널 0,1,3
1100 부채널 2,3
1101 부채널 0,2,3
1110 부채널 1,2,3
1111 부채널 0,1,2,3
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 8 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 13을 참고하면, HE 무선랜에서 소정 대역폭을 동일한 대역폭을 가지는 여덟 개의 부채널(부채널 0, 부채널 1, 부채널 2, 부채널 3, 부채널 4, 부채널 5, 부채널 6 및 부채널 7)로 분할하여서 사용할 수도 있다. 예를 들면, 20 MHz 대역폭을 각각 2.5 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 7로 분할할 수 있다. 다른 예로 80 MHz 채널폭을 각각 10 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 7로, 40 MHz 채널폭을 각각 5 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 7로 분할할 수 있다.
이 경우, 8 비트(B7:B0)의 채널 지시자를 사용해서 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 즉, 표 3과 같이 부채널 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7에 각각 비트 0(B0), 비트 1(B1), 비트 2(B2), 비트 3(B3), 비트 4(B4), 비트 5(B5), 비트 6(B6) 및 비트 7(B7)이 할당될 수 있다. 채널 지시자는 8 비트(B7:B0) 중에서 소정의 값(예를 들면, '1')을 가지는 비트에 대응하는 부채널이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, 채널 지시자가 "00000000"인 경우 할당되는 부채널이 없음을 지시하고, "00000001"인 경우 부채널 0이 할당되는 것을 지시하고, "00000010"인 경우 부채널 1이 할당되는 것을 지시하고, "11111101"인 경우 부채널 0, 2, 3, 4, 5, 6 및 7이 할당되는 것을 지시하고, "11111110"인 경우 부채널 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7이 할당되는 것을 지시하고, "11111111"인 경우 부채널 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 및 7이 할당되는 것을 지시할 수 있다.
B7:B0 지시되는 부채널
00000000 없음
00000001 부채널 0
00000010 부채널 1
... ...
11111101 부채널 0,2,3,4,5,6,7
11111110 부채널 1,2,3,4,5,6,7
11111111 부채널 0,1,2,3,4,5,6,7
도 14는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 16 비트의 채널 지시자를 사용하는 동적 대역폭 할당을 나타내는 도면이다.
도 14를 참고하면, HE 무선랜에서 소정 대역폭을 동일한 대역폭을 가지는 열여섯 개의 부채널(부채널 0, 부채널 1, 부채널 2, 부채널 3, 부채널 4, 부채널 5, 부채널 6, 부채널 7, 부채널 8, 부채널 9, 부채널 10, 부채널 11, 부채널 12, 부채널 13, 부채널 14 및 부채널 15)로 분할하여서 사용할 수도 있다. 예를 들면, 20 MHz 대역폭을 각각 1.25 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 15로 분할할 수 있다. 다른 예로 40 MHz 채널폭을 각각 2.5 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 15로, 80 MHz 채널폭을 각각 5 MHz 대역폭을 가지는 부채널 0 내지 15로 분할할 수 있다.
이 경우, 16 비트(B15:B0)의 채널 지시자를 사용해서 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 즉, 표 4와 같이 부채널 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 및 15에 각각 비트 0(B0), 비트 1(B1), 비트 2(B2), 비트 3(B3), 비트 4(B4), 비트 5(B5), 비트 6(B6), 비트 7(B7), 비트 8(B8), 비트 9(B9), 비트 10(B10), 비트 11(B11), 비트 12(B12), 비트 13(B13), 비트 14(B14) 및 비트 15(B15)가 할당될 수 있다. 채널 지시자는 16 비트(B15:B0) 중에서 소정의 값(예를 들면, '1')을 가지는 비트에 대응하는 부채널이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, 채널 지시자가 "0000000000000000"인 경우 할당되는 부채널이 없음을 지시하고, "0000000000000001"인 경우 부채널 0이 할당되는 것을 지시하고, "0000000000000010"인 경우 부채널 1이 할당되는 것을 지시하고, "1111111111111101"인 경우 부채널 0, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 및 15이 할당되는 것을 지시하고, "1111111111111110"인 경우 부채널 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 및 15이 할당되는 것을 지시하고, "1111111111111111"인 경우 부채널 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 및 15이 할당되는 것을 지시할 수 있다.
B7:B0 지시되는 부채널
0000000000000000 없음
0000000000000001 부채널 0
0000000000000010 부채널 1
... ...
1111111111111101 부채널 0,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15
1111111111111110 부채널 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15
1111111111111111 부채널 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15
도 11 내지 도 14에서는 소정의 대역폭을 가지는 채널이 세 개의 부채널, 네 개의 부채널, 여덟 개의 부채널 및 열 여섯 개의 부채널로 분할되는 경우를 예시하였지만, 소정의 대역폭을 가지는 채널이 분할되는 부채널의 개수는 이에 한정되지 않는다. 어떤 실시예에서, 채널 지시자가 사용하는 비트 수는 소정의 대역폭을 가지는 채널이 분할되는 부채널의 개수와 동일할 수 있다.
어떤 실시예에서, 복수의 부채널에 동적 대역폭 할당이 적용되는 경우에, 수신 디바이스는 복수의 부채널에 대해서 향상된 클리어 채널 평가(clear channel assessment, CCA)를 적용할 수 있다.
예를 들면, 일차 채널이 유휴 상태일 때, 다른 부채널에서 최소 변조 및 코딩 레이트 민감도(예를 들면 -82dBm) 이상의 수신 레벨로 유효한 신호가 시작되면, PHY 계층에서 일정 시간(예를 들면, 4㎲) 내에 소정 확률(예를 들면 90%) 이상의 확률로 PHY-CCA.indicate 프리미티브를 해당 부채널에 대해서 비지(busy) 상태로 설정할 수 있다. 또는 일차 채널이 유휴 상태일 때, 수신 디바이스는 다른 부채널에서 일정 레벨(예를 들면 -72dBm) 이상의 어떤 신호에 대해서는 해당 부채널의 CCA 신호를 비지 상태로 유지할 수 있다.
다음 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 동적 대역폭 할당 방법에 대해서 도 15 및 도 16을 참고로 하여 설명한다.
도 15 및 도 16은 각각 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 동적 할당 방법의 예를 나타내는 도면이다. 도 15 및 도 16에서는 설명의 편의상 네 개의 부채널(부채널 0, 1, 2 및 3)을 사용하는 경우를 예시하였다.
도 15를 참고하면, 데이터 프레임을 전송하려고 하는 송신 디바이스(TX)는 부채널 0, 1, 2 및 3으로 요청 프레임을 수신 디바이스(RX)로 전송한다. 어떤 실시예에서 요청 프레임은 RTS 프레임일 수 있다. 요청 프레임은 채널 지시자를 포함하며, 채널 지시자는 부채널 0, 1, 2 및 3이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, RTS 프레임은 4 비트의 채널 지시자를 가지고, 채널 지시자는 "1111"의 값을 가질 수 있다.
이때, 부채널 2에 간섭이 존재하는 경우, 요청 프레임을 수신한 수신 디바이스(RX)는 부채널 0, 1 및 3으로 요청 프레임에 대한 응답 프레임을 송신 디바이스(TX)로 전송한다. 어떤 실시예에서, 응답 프레임은 CTS 프레임일 수 있다. 응답 프레임은 채널 지시자를 포함하며, 채널 지시자는 부채널 0, 1 및 3이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, CTS 프레임은 4 비트의 채널 지시자를 가지고, 채널 지시자는 "1011"의 값을 가질 수 있다.
이와 같이 송신 디바이스(TX)와 수신 디바이스(RX)는 요청 프레임과 응답 프레임을 교환함으로써, 부채널 0, 1 및 3을 데이터 프레임 전송에 할당할 수 있다. 따라서 송신 디바이스(TX)는 부채널 0, 1 및 3으로 데이터 프레임을 수신 디바이스(RX)로 전송하고, 데이터 프레임을 수신한 수신 디바이스(RX)는 ACK 프레임을 송신 디바이스(TX)로 전송한다. 어떤 실시예에서 수신 디바이스(RX)는 데이터 프레임과 동일한 부채널, 즉 부채널 0, 1 및 3으로 ACK 프레임을 전송할 수 있다.
도 16을 참고하면, 도 15와 달리 부채널 0 및 2에 간섭이 존재하는 경우, 요청 프레임을 수신한 수신 디바이스(RX)는 부채널 1 및 3으로 응답 프레임을 송신 디바이스(TX)로 전송한다. 응답 프레임은 채널 지시자를 포함하며, 채널 지시자는 부채널 1 및 3이 할당되는 것을 지시할 수 있다. 예를 들면, 응답 프레임은 4 비트의 채널 지시자를 가지고, 채널 지시자는 "1010"의 값을 가질 수 있다.
이와 같이 송신 디바이스(TX)와 수신 디바이스(RX)는 요청 프레임과 응답 프레임을 교환함으로써, 부채널 1 및 3을 데이터 프레임 전송에 할당할 수 있다. 따라서 송신 디바이스(TX)는 부채널 1 및 3으로 데이터 프레임을 수신 디바이스(RX)로 전송하고, 데이터 프레임을 수신한 수신 디바이스(RX)는 ACK 프레임을 송신 디바이스(TX)로 전송한다. 어떤 실시예에서 수신 디바이스(RX)는 데이터 프레임과 동일한 부채널, 즉 부채널 1 및 3으로 ACK 프레임을 전송할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 따른 채널 지시자를 통해서 동적으로 대역폭을 할당할 수 있다.
다음 동적 대역폭 할당을 위한 채널 지시자를 전달하는 방법에 대해서 도 17을 참고로 하여 설명한다.
도 17은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 사용되는 프레임의 데이터 필드의 구조를 나타내는 도면이다.
도 17을 참고하면, 프레임의 데이터 필드는 서비스 필드(service field)(1710), 데이터 비트(data bits)(1720), 테일 비트(tail bits)(1730)를 포함하고, 필요한 경우 패드 비트(pad bits)(1740)를 더 포함한다. 이러한 프레임은 PHY 프레임, 예를 들면 PLCP(physical layer convergence procedure) 프레임일 수 있다. 그리고 PHY 프레임의 데이터 필드에 MAC 프레임이 삽입될 수 있다.
서비스 필드(1710)는 데이터 필드의 처음 16 비트에 해당할 수 있다. 서비스 필드(1710)의 처음 7 비트는 스크램블러 초기화 비트(scrambler initialization bits)(1711)일 수 있다. 스크램블러 초기화 비트는 디스크램블러(descrambler)와 동기화하는데 사용되며, 수신기에서 스크램블러의 초기 상태(initial state)의 추정을 가능하도록 0으로 설정될 수 있다. 남은 9 비트는 예약된 비트(1712)로 0으로 설정될 수 있다.
생성기 다항식 G(D)=D7+D4+1을 사용하는 길이 127 프레임 동기 스크램블러가 사용될 수 있다. 이때, 생성기 다항식은 7 비트의 스크램블러 시드(scrambler seed)(1750)로부터 127 비트의 시퀀스를 반복적으로 생성하여서 스크램블링 시퀀스(1760)를 생성한다. 따라서 스크램블러 시드(1750)와 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트(1761)는 일대일로 매핑된다. 또한 스크램블러 초기화 비트가 "0000000"으로 설정되어 있으므로, 스크램블링 전의 데이터 필드를 스크램블링 시퀀스로 스크램블링하여 출력되는 데이터(1770)의 처음 7 비트(1771)는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트(1761)와 동일하다. 따라서 수신 스테이션은 수신한 프레임에서 데이터 필드의 처음 7 비트를 스크램블러 시드로 결정하여서 송신 스테이션과 동일한 스크램블링 시퀀스를 생성하고, 이에 따라 데이터 필드를 디스크램블링할 수 있다.
이 경우, 프레임의 데이터 필드의 서비스 필드의 일부 비트를 채널 지시자로 사용한다. 어떤 실시예에서, 요청 프레임과 응답 프레임을 통해 동적 대역폭을 할당하는 경우에, 요청 프레임과 응답 프레임의 데이터 필드의 서비스 필드의 일부 비트가 채널 지시자로 사용될 수 있다.
도 17에 도시한 것처럼, 서비스 필드 중 처음 7개의 비트는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트이고 다음 9 비트는 예약 비트이다. 어떤 실시예에서 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트와 예약 비트의 일부 비트 또는 전체를 채널 지시자로 사용할 수 있다. 한 실시예에서 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트의 일부 비트 또는 전체만을 채널 지시자로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서 예약 비트의 일부 비트 또는 전체만을 채널 지시자로 사용할 수 있다. 또 다른 실시예에서 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트와 예약 비트의 조합을 채널 지시자로 사용할 수 있다.
먼저, 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트를 채널 지시자로 사용하는 실시예에 대해서 표 5 내지 표 21을 참고로 하여 설명한다.
앞서 설명한 것처럼, PHY 프레임의 데이터 필드는 스크램블러, 예를 들면 프레임 동기화 스크램블러로 스크램블링된다. 스크램블러에 의해 127 비트 스크램블링 시퀀스가 반복적으로 생성되어 스크램블링 시퀀스가 출력된다. 이때, 동일한 스크램블러가 송신기와 수신기에 사용된다.
127 비트 시퀀스는 스크램블러를 초기화하는데 사용되는 7 비트의 스크램블러 시드와 스크램블러의 7차 생성기 다항식에 의해 결정된다. 이 경우, 127 비트 시퀀스의 처음 7 비트, 즉 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트는 스크램블러 시드와 동일하다. 또한 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트, 즉 스크램블러 시드는 TXVECTOR 또는 RXVECTOR 파라미터에 의해 결정된다. TXVECTOR 파라미터는 MAC 서브레이어에 로컬 PHY 엔터티로 제공하는 파라미터의 리스트이며, RXVECTOR 파라미터는 PHY에서 로컬 MAC 엔터티로 제공하는 파라미터의 리스트이다.
디바이스에서 프레임을 전송할 때, 아래 표 5에서 설명할 TXVECTOR 파라미터인 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하지 않으면, 스크램블러의 초기 상태는 의사 랜덤 비제로 상태(pseudo-random non-zero state)로 설정된다. 즉 의사 랜덤 비제로 시드에 의해 스크램블링 시퀀스가 결정된다. TXVECTOR 파라미터인 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하면, 처음 스크램블링 시퀀스 7개의 비트는 표 5와 같이 설정된다.
이때, 스크램블링 시퀀스의 나머지 비트는 예를 들면 도 18에 도시한 것처럼 생성될 수 있다. 도 18에 예시한 스크램블러는 생성기 다항식 G(X)=X7+X4+1을 사용하는 경우이다. 스크램블러는 X4와 X7에 해당하는 레지스터의 값을 XOR 연산하여 출력하고, 출력되는 비트를 다시 레지스터로 차례로 입력한다. 이때, 스크램블러는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트는 XOR 연산 없이 그대로 출력하고, 처음 7 비트가 7개의 레지스터에 모두 입력된 후에 여덟 번째 비트부터 XOR 연산을 통해 출력한다. 그리고 스크램블러는 출력되는 비트로 데이터 필드의 비트를 스크램블링한다.
표 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 TXVECTOR와 RXVECTOR 파라미터에 따른 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트를 나타낸다.
Figure pat00001
표 6은 표 5에서 사용하는 TXVECTOR 파라미터 중 VHT 디바이스를 위한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00002
표 7은 표 5에서 사용하는 TXVECTOR 파라미터 중 HE 디바이스를 위한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00003
표 8은 표 5에서 사용하는 RXVECTOR 파라미터 중 VHT 디바이스를 위한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00004
표 9는 표 5에서 사용하는 RXVECTOR 파라미터 중 HE 디바이스를 위한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00005
표 10은 표 5에서 사용하는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00006
표 5를 참고하면, TXVECTOR 파라미터 및 RXVECTOR 파라미터로 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 등의 파라미터가 존재한다.
표 5에서, CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터는 VHT 디바이스를 위해서는 표 6과 같이 IEEE 802.11ac 표준에서 정의된 파라미터가 사용될 수 있으며, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터도 IEEE 802.11ac 표준에서 정의된 파라미터로 표 10과 같이 정의될 수 있다.
표 6을 참고하면, VHT 디바이스를 위해서 TXVECTOR 파라미터에 포함된 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT는 CBW20, CBW40, CBW80 및 CBW160 또는 CBW80+80 중 어느 하나로 표현된다. CBW20은 '0'의 값을 가지고 채널 대역폭 20 MHz를 사용하는 것을 의미하며, CBW40은 '1'의 값을 가지고 채널 대역폭 40 MHz를 사용하는 것을 의미한다. CBW80은 '2'의 값을 가지고 채널 대역폭 80 MHz를 사용하는 것을 의미하며, CBW160 또는 CBW80+80은 '3'의 값을 가지고 채널 대역폭 160 MHz 또는 80 MHz + 80 MHz를 사용하는 것을 의미한다.
표 8을 참고하면, VHT 디바이스를 위해서 CbwInNonHtTemp 값은 RXVECTOR 파라미터인 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터의 CBW20, CBW40, CBW80, CBW160 및 CBW80+80 중 어느 하나로 매핑된다.
표 10을 참고하면, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터는 "static"과 "dynamic" 중 어느 하나로 표현된다. "static"은 '0'의 값을 가지고, 동적 대역폭 할당을 사용하지 않는 것을 지시하며, "dynamic"은 '1'의 값을 가지고, 동적 대역폭 할당을 사용하는 것을 지시한다.
표 5에서 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터는 HE 디바이스를 위해서 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 다시 정의될 수 있다. 어떤 실시예에서 2 비트의 채널 지시자를 사용하는 경우에 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터는 표 7과 같이 정의될 수 있다.
표 7을 참고하면, 2 비트의 채널 지시자를 사용하는 경우에, TXVECTOR 파라미터에 포함된 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터는 SUBCHANNEL MODE 0, SUBCHANNEL MODE 1, SUBCHANNEL MODE 2 및 SUBCHANNEL MODE 3 중 어느 하나로 표현된다. SUBCHANNEL MODE 0, SUBCHANNEL MODE 1, SUBCHANNEL MODE 2 및 SUBCHANNEL MODE 3은 각각 '00', '01', '10' 및 '11'의 값을 가지고, 각각 할당된 부채널 없음, 부채널 0의 할당, 부채널 1의 할당, 그리고 부채널 0 및 1의 할당을 지시한다.
표 9를 참고하면, HE 디바이스를 위해서 CbwInNonHtTemp 값은 RXVECTOR 파리미터인 CH_BANDWIDTH_IN_NOT_HT 파라미터의 SUBCHANNEL MODE 0, SUBCHANNEL MODE 1, SUBCHANNEL MODE 2 및 SUBCHANNEL MODE 3 중 어느 하나로 매핑된다.
다시 표 5를 참고하면, TXVECTOR 파라미터에 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하고, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하지 않으면, 송신 VHT 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트를 표 5의 첫 번째 행과 같이 설정한다. CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 7 비트의 마지막 2 비트(B5, B6)가 설정된다. 이때, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값은 LSB가 먼저 전송될 수 있다. 예를 들면, CBW80의 값은 '2'인데 이는 바이너리로 '10'에 해당하므로, 2 비트(B5, B6)는 각각 0, 1로 설정될 수 있다. 그리고 나머지 5 비트(B0-B4)는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 CBW20, 즉 '0'과 같으면 5 비트 의사 랜덤 비제로 정수로 설정되고, 그렇지 않으면 5 비트 의사 랜덤 정수로 설정된다.
TXVECTOR 파라미터에 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 및 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하면 처음 7 비트를 표 5의 두 번째 행과 같이 설정한다. CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 7 비트의 마지막 2 비트(B5, B6)가 설정되고, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 따라 7 비트 중 다섯 번째 비트(B4)가 설정된다. 그리고 나머지 4 비트(B0-B3)는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 CBW20과 같고 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 Static과 같으면 4 비트 의사 랜덤 비제로 정수로 설정되고, 그렇지 않으면 4 비트 의사 랜덤 정수로 설정된다.
수신 VHT 디바이스는 CbwINNonHtTemp 값을 스크램블링 시퀀스에서 선택된 비트(B5, B6)로 설정하고, 표 8에 표현한 것처럼 CbwINNonHtTemp 값을 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터로 매핑한다. 또한 수신 VHT 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 스크램블링 시퀀스에서 선택된 비트(B4)로 설정한다. 한편, 수신 VHT 디바이스의 PHY는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT와 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 송신 PHY의 TXVECTOR에 존재하는지 여부를 알 수 없으므로, 항상 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT와 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 RXVECTOR에 포함한다.
따라서 수신 VHT 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 'Dynamic'을 지시하는 경우, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 기초해서 할당된 대역폭을 확인할 수 있다.
다음, HE 디바이스의 동작에 대해서 설명한다.
TXVECTOR 파라미터에 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 및 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 존재하면, 송신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트를 표 5의 두 번째 행과 같이 설정한다. 즉, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 7 비트의 마지막 2 비트(B5, B6)가 설정되고, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 따라 7 비트 중 다섯 번째 비트(B4)가 설정된다. 그리고 나머지 4 비트(B0-B3)는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 '0'과 같고 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터가 Static과 같으면 4 비트 의사 랜덤 비제로 정수로 설정되고, 그렇지 않으면 4 비트 의사 랜덤 정수로 설정된다.
따라서 송신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 Dynamic으로 설정함으로써 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 알리고, 또한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 표 7에 나타낸 네 개의 모드 중 하나의 모드로 설정함으로써 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 이와 같이, 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 여섯 번째 및 일곱 번째 비트(B5, B6)가 사용될 수 있다.
수신 HE 디바이스는 CbwINNonHtTemp 값을 스크램블링 시퀀스에서 선택된 비트(B5, B6)로 설정하고, 표 9에 표현한 것처럼 CbwINNonHtTemp 값을 RXVECTOR 파라미터인 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터로 매핑한다. 또한 수신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 스크램블링 시퀀스에서 선택된 비트(B4)로 설정한다. 한편, HE 디바이스의 수신 PHY는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 및 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT가 송신 PHY의 TXVECTOR에 존재하는지 여부를 결정할 수 없으므로, 항상 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 및 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 RXVECTOR에 포함한다.
따라서 수신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 비트(B4)를 통해 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 확인하고, 스크램블링 시퀀스의 비트(B5, B6)을 통해 할당되는 부채널을 확인할 수 있다.
앞으로 이러한 방식을 "옵션 1A"라 한다.
다른 실시예에서, HE 디바이스 사이에 동적 대역폭 할당을 사용하는 것으로 미리 정의되어 있는 경우, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 생략할 수 있다. 이 경우, 표 11과 같이 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 다섯 번째부터 일곱 번째 비트(B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터로 사용할 수 있다. 따라서 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터는 표 12 및 표 13과 같이 여덟 개의 부채널 모드를 지시할 수 있다. 즉, 3 비트의 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 다섯 번째부터 일곱 번째 비트(B4-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 1B"라 한다.
Figure pat00007
표 12은 표 11에서 사용하는 TXVECTOR 파라미터 중 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00008
표 13은 표 11에서 사용하는 RXVECTOR 파라미터 중 HE 디바이스를 위한 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 나타낸다.
Figure pat00009
또 다른 실시예에서, 표 14와 같이 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 사용하면서, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 3 비트의 채널 지시자로 사용할 수 있다. 송신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 네 번째 비트(B3)를 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정하고, 마지막 세 비트(B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 Dynamic으로 설정함으로써 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 알리고, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 표 13에 나타낸 여덟 개의 모드 중 하나의 모드로 설정함으로써 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 이와 같이, 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 세 비트(B4-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 2A"라 한다.
Figure pat00010
또 다른 실시예에서, HE 디바이스 사이에 동적 대역폭 할당을 사용하는 것으로 미리 정의되어 있는 경우, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 생략할 수 있다. 이 경우, 표 15와 같이 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 네 비트(B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 '0000'부터 '1111'까지의 값 중 하나의 값으로 설정함으로써 16개의 부채널 모드 중 하나의 모드를 지시할 수 있다. 즉, 4 비트의 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 네 비트(B3-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 2B"라 한다.
Figure pat00011
또 다른 실시예에서, 표 16과 같이 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 사용하면서, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 4 비트의 채널 지시자로 사용할 수 있다. 송신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 세 번째 비트(B2)를 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정하고, 마지막 네 비트(B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 Dynamic으로 설정함으로써 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 알리고, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 16개의 모드 중 하나의 모드로 설정함으로써 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 이와 같이, 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 네 비트(B3-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 3A"라 한다.
Figure pat00012
또 다른 실시예에서, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 생략하고, 표 17과 같이 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 다섯 비트(B2, B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 '00000'부터 '11111'까지의 값 중 하나의 값으로 설정함으로써 32개의 부채널 모드 중 하나의 모드를 지시할 수 있다. 즉, 5 비트의 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 다섯 비트(B2-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 3B"라 한다.
Figure pat00013
또 다른 실시예에서, 표 18과 같이 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 사용하면서, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 5 비트의 채널 지시자로 사용할 수 있다. 송신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 두 번째 비트(B1)를 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정하고, 마지막 다섯 비트(B2, B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 Dynamic으로 설정함으로써 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 알리고, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 32개의 모드 중 하나의 모드로 설정함으로써 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 이와 같이, 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 다섯 비트(B2-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 4A"라 한다.
Figure pat00014
또 다른 실시예에서, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 생략하고, 표 19와 같이 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 여섯 비트(B1, B2, B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 '000000'부터 '111111'까지의 값 중 하나의 값으로 설정함으로써 64개의 부채널 모드 중 하나의 모드를 지시할 수 있다. 즉, 6 비트의 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 여섯 비트(B1-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 4B"라 한다.
Figure pat00015
또 다른 실시예에서, 표 20과 같이 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 사용하면서, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 6 비트의 채널 지시자로 사용할 수 있다. 송신 HE 디바이스는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 첫 번째 비트(B0)를 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정하고, 마지막 여섯 비트(B1, B2, B3, B4, B5, B6)를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 Dynamic으로 설정함으로써 동적 대역폭 할당이 사용되는 것을 알리고, CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 64개의 모드 중 하나의 모드로 설정함으로써 할당되는 부채널을 지시할 수 있다. 이와 같이, 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트 중 마지막 여섯 비트(B1-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 5A"라 한다.
Figure pat00016
또 다른 실시예에서, DYN_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 생략하고, 표 21과 같이 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트를 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터의 값에 따라 설정할 수 있다. 따라서 송신 HE 디바이스는 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터를 '0000000'부터 '1111111'까지의 값 중 하나의 값으로 설정함으로써 128개의 부채널 모드 중 하나의 모드를 지시할 수 있다. 즉, 7 비트의 채널 지시자로 CH_BANDWIDTH_IN_NON_HT 파라미터에 해당하는 스크램블링 시퀀스의 처음 7 비트(B0-B6)가 사용될 수 있다. 앞으로 이러한 방식을 "옵션 5B"라 한다.
Figure pat00017
또 다른 실시예에서, 서비스 필드의 예약 비트를 채널 지시자로 사용할 수 있다. 한 실시예에서 서비스 필드의 처음 7 비트(즉, 스크램블링 시퀀스의 처음 7비트)와 예약 비트의 조합을 채널 지시자로 사용할 수 있다. 다른 실시예에서 예약 비트만을 채널 지시자로 사용할 수 있다.
채널 지시자의 크기에 따라 사용할 수 있는 실시예를 정리하면 아래 표 22와 같다.
채널 지시자의 비트 수 스크램블러 초기화 필드의 비트 수 예약 필드의 비트 수 옵션
2 2 0 옵션 1A
3 3 0 옵션 1B/2A
4 4 0 옵션 2B/3A
5 5 0 옵션 3B/4A
6 6 0 옵션 4B/5A
7 7 0 옵션 5B
8 7 1 옵션 5B
2 2 (OFDM) 2 옵션 1A
4 2 (OFDM) 4 옵션 1A
8 4 4 옵션 2B/3A
8 2 (OFDM) 8 옵션 1A
16 7 9 옵션 2B/3A
표 22에서 "OFDM"은 VHT 무선랜의 동적 대역폭 할당을 사용하는 것을 지시한다.
이와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따른 PHY 프레임에서 데이터 필드의 서비스 필드를 사용해서 동적 대역폭 할당에서 사용되는 부채널을 지시하는 채널 지시자를 전달할 수 있다. 채널 지시자를 통해서 디바이스는 복수의 부채널 중에서 사용할 부채널을 할당하거나, 복수의 부채널 중에서 할당된 부채널을 확인할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 서비스 필드의 스크램블러 초기화 필드의 비트를 사용함으로써, 예약 필드를 HE 무선랜 또는 이후의 무선랜에서 다른 용도로 사용할 수 있도록 유지하면서 동적 대역폭 할당에서 사용되는 부채널을 지시하는 채널 지시자를 전달할 수 있다.
다음 데이터 필드의 서비스 필드로 동적 대역폭 할당을 지시하는 것을 지시하기 위한 실시예에 대해서 도 19, 도 20 및 도 21을 참고로 하여 설명한다.
도 19는 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 프레임 제어 필드를 나타내는 도면이며, 도 20은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 요청 프레임의 TA 필드를 나타내는 도면이고, 도 21은 본 발명의 한 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서의 서비스 필드를 나타내는 도면이다.
한 실시예에 따르면, 도 19에 도시한 것처럼 프레임(예를 들면, 요청 프레임 또는 응답 프레임)의 프레임 제어 필드가 해당 프레임이 동적 대역폭 할당을 지시하는지를 알리는 동적 대역폭 할당 지시자를 포함한다.
프레임 제어 필드는 프로토콜 버전(protocol version) 필드, 타입 필드, 서브타입 필드, To DS 필드, From DS 필드, 추가 단편(more fragments) 필드, 재시도(retry) 필드, 전력 관리(power management) 필드, 추가 데이터(more data) 필드, 보호 프레임(protected frame) 필드 및 순서(order) 필드를 포함한다.
프로토콜 버전 필드는 2 비트의 길이를 가지고, 표준의 프로토콜 버전을 포함한다.
타입 필드와 서브필드는 앞서 설명한 것처럼 프레임의 타입과 서브타입을 지시한다. 타입 필드는 2 비트의 길이를 가지고, 서브타입 필드는 4 비트의 길이를 가진다.
To DS 필드와 From DS 필드는 각각 1 비트의 길이를 가지고, DS로 향할 데이터 프레임에서 To DS 필드가 '1'로 설정되고, DS에서 나오는 데이터 프레임에서 From DS 필드가 '1'로 설정된다. 추가 단편 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 현재 MSDU 또는 현재 MMPDU의 다른 단편을 가지는 데이터 또는 관리 프레임에서 '1'로 설정된다. 재시도 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 앞선 프레임의 재전송이 데이터 또는 관리 프레임에서 '1'로 설정된다.
전력 관리 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 디바이스의 전력 관리 모드를 지시하는데 사용된다. 전력 관리 필드는 디바이스가 파워 세이브 모드인 경우 '1'로 설정되고 액티브 모드인 경우 '0'으로 설정된다.
추가 데이터 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 액세스 포인트에서 스테이션을 위해 하나 이상의 버퍼링한 MSDU 또는 MMPDU를 가지는 경우에 해당 스테이션을 지시하기 위해서 사용된다. 추가 데이터 필드는 데이터 또는 관리 프레임에서 유효하며, 스테이션을 위해 하나 이상의 버퍼링된 MSDU 또는 MMPDU가 존재하는 경우에 '1'로 설정된다. 보호 프레임 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 데이터 또는 관리 프레임의 프레임 바디 필드가 암호 캡슐화 알고리즘(cryptographic encapsulation algorithm)에 의해 처리된 정보를 포함하는 경우에 '1'로 설정된다. 순서 필드는 1 비트의 길이를 가지고, 데이터 또는 관리 프레임에서 사용된다.
어떤 실시예에서, 프레임 제어 필드 중 데이터 또는 관리 프레임에서만 사용되는 필드를 동적 대역폭 할당 지시자로 사용한다. 프레임 제어 필드 중에서 To DS 필드, From DS 필드, 추가 단편 필드, 재시도 필드, 추가 데이터 필드, 보호 프레임 필드 및 순서 필드가 데이터 또는 관리 프레임에서만 사용되므로, 제어 프레임에서 이들 필드는 '0'으로 설정되어 있다. 따라서 이들 필드 중 어느 하나의 필드를 동적 대역폭 할당 지시자로 할당할 수 있다. 예를 들면, 추가 단편 필드를 동적 대역폭 할당 지시자로 할당하는 경우, 요청 프레임 또는 응답 프레임의 프레임 제어 필드의 추가 단편 필드가 '1'로 설정되어 있으면, 해당 프레임을 주소 필드를 통해 시그널링 정보를 전달하는 프레임으로 정의할 수 있다.
다른 실시예에서 프레임의 TA 필드의 일부 비트를 동적 대역폭 할당 지시자로 사용할 수 있다.
기존 무선랜에서는 TA 필드의 MSB가 개별 주소와 그룹 주소를 지시하기 위한 개별/그룹 지시자(individual/group indicator)로 사용되었으며, 특히 IEEE 802.11ac 표준에서는 TA 필드의 MSB, 즉 개별/그룹 지시자를 동적 대역폭(dynamic bandwidth) 사용 여부를 지시하는 동적 대역폭 지시자로 사용했다.
그러므로 도 20에 도시한 것처럼 프레임에서 TA 필드의 MSB를 IEEE 802.11ac 표준의 동적 대역폭 지시자 대신에서 부채널 할당을 알리는 동적 대역폭 할당 지시자로 사용할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 앞서 설명한 것처럼 데이터 필드의 서비스 필드 중 처음 7개의 비트는 스크램블러 초기화 비트이고 다음 9 비트는 예약 비트이다. 따라서 도 21에 도시한 것처럼 예약 비트 중 어느 하나의 비트를 동적 대역폭 할당 지시자로 사용할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 현재 동적 대역폭 할당이 사용되고 있는지를 동적 대역폭 할당 지시자를 통해서 알 수 있다. 따라서 복수의 부채널 중에서 사용할 부채널을 할당해서 전송하는 송신 디바이스는 동적 대역폭 할당 지시자를 소정의 값(예를 들면, '1')로 설정하여서 전송함으로써, 현재 동적 대역폭 할당이 사용되는 지를 알 수 있다. 또한 수신 디바이스는 동적 대역폭 할당 지시자가 소정의 값으로 설정된 경우, 채널 지시자를 확인함으로써 할당된 부채널을 확인할 수 있으며, 동적 대역폭 할당 지시자가 다른 값으로 설정된 경우 채널 지시자를 확인하지 않을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 동적 대역폭 할당 방법은 도 1 내지 도 3에 도시한 베이스밴드 프로세서(10)에 의해 실행될 수 있다. 어떤 실시예에서 본 발명의 실시예에 따른 동적 대역폭 할당 방법을 실행하는데 사용되는 명령어 등이 메모리(40)와 같은 기록 매체에 저장되어 있을 수 있다. 어떤 실시예에서 이러한 명령어의 적어도 일부는 MAC 소프트웨어일 수도 있다. 어떤 실시예에서 명령어의 적어도 일부는 외부 서버의 기록 매체로부터 전송되어 메모리(40)에 저장될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 다양한 실시예에 대해 설명하였지만, 이들 다양한 실시예는 반드시 단독으로 구현될 필요는 없고, 둘 이상의 실시예가 결합될 수도 있다. 또한 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 동적 대역폭 할당 방법으로서,
    소정 대역폭이 복수의 부채널로 분할될 때, 상기 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 할당하는 단계, 그리고
    데이터 필드의 서비스 필드가 상기 할당된 부채널을 지시하는 채널 지시자를 포함하는 프레임을 전송하는 단계
    를 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 프레임을 전송하는 단계는 상기 복수의 부채널 중 상기 할당된 부채널로 상기 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
  4. 제3항에서,
    상기 적어도 일부 비트는 상기 처음 7 비트의 마지막 일부 비트를 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 적어도 일부 비트에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트와 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 적어도 일부 비트의 조합에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
  7. 제1항에서,
    데이터 필드의 서비스 필드가 상기 할당된 부채널 중에서 사용할 채널을 지시하는 제2 채널 지시자를 포함하는 응답 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  8. 제1항에서,
    데이터 필드의 서비스 필드가 상기 복수의 부채널 중에서 사용할 채널을 지시하는 제2 채널 지시자를 포함하는 요청 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하며,
    상기 사용할 부채널을 할당하는 단계는 상기 제2 채널 지시자가 지시하는 채널 중에서 상기 사용할 부채널을 할당하는 단계를 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 데이터 프레임에 포함된 매체 접근 제어(medium access control, MAC) 프레임은, 상기 채널 지시자의 전송을 알리는 동적 대역폭 할당 지시자를 포함하는 시그널링 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 MAC 프레임은 프레임 제어 필드를 더 포함하며,
    상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 프레임 제어 필드의 소정 비트에 의해 전송되는
    동적 대역폭 할당 방법.
  11. 제9항에서,
    상기 MAC 프레임은 주소 필드를 더 포함하며,
    상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 주소 필드의 소정 비트에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
  12. 제9항에서,
    상기 동적 대역폭 할당 지시자는 상기 서비스 필드의 예약 필드 중 소정 비트에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
  13. 무선 통신 네트워크에서 디바이스의 동적 대역폭 할당 방법으로서,
    소정 대역폭이 복수의 부채널로 분할될 때, 데이터 필드의 서비스 필드가 상기 복수의 부채널 중 사용할 부채널을 지시하는 채널 지시자를 포함하는 프레임을 수신하는 단계, 그리고
    상기 채널 지시자를 통해 할당된 부채널을 확인하는 단계
    를 포함하는 동적 대역폭 할당 방법.
  14. 제13항에서,
    상기 채널 지시자는 상기 서비스 필드의 처음 7 비트 중 적어도 일부 비트에 의해 전송되는 동적 대역폭 할당 방법.
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