KR20200093470A - 분산된 무선랜에서의 다중 사용자 통신 방법 및 장치 - Google Patents

분산된 무선랜에서의 다중 사용자 통신 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들을 포함하는 데이터 전송 구간의 설정 정보를 포함하는 제1 프레임을 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 및 상기 데이터 전송 구간 동안 상기 복수의 통신 노드들 중 하나 이상의 통신 노드들로부터 제2 데이터 프레임(들)을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 프레임은, 상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자(들) 및 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV(network allocation vector)를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

Description

분산된 무선랜에서의 다중 사용자 통신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MULTI-USER COMMUNICATION IN DISTRIBUTED WIRELESS LOCAL ACCESS NETWORK}
본 발명은 무선랜 네트워크에서의 데이터 프레임 송신 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 분산 구조에서의 다중 사용자의 데이터 프레임 송수신을 지원하는 통신 방법에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들이 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들이 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
초기의 무선랜 기술은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 도약(hopping), 대역확산, 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, AP) 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.
IEEE 802.11 중에서 IEEE 802.11b는 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbps의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 밴드가 아닌 5GHz 밴드의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 밴드의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 하위 호환성(backward compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받았는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.
그리고, 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 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 and 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.
무선랜의 보급이 활성화되고, 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율(Very High Throughput, VHT)을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 이 중 IEEE 802.11ac는 5GHz 주파수에서 넓은 대역폭(80MHz~160MHz)을 지원한다. IEEE 802.11ac 표준은 5GHz 대역에서만 정의되어 있으나, 기존 2.4GHz 대역 제품들과의 하위 호환성을 위해 초기 11ac 칩셋들은 2.4GHz 대역에서의 동작도 지원할 것이다. 이때 802.11ac는 2.4GHz에서 최대 40MHz까지 대역폭을 지원한다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 단말의 무선랜 속도는 최소 1Gbps, 최대 단일 링크 속도는 최소 500Mbps까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다. 또한, 기존 2.5GHz/5GHz 대신 60GHz 밴드를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gbps의 속도를 제공하는 전송규격으로써, 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합하다. 하지만 60GHz 주파수 밴드는 장애물 통과가 어려워 근거리 공간에서의 디바이스들 간에만 이용이 가능한 단점이 있다.
무선랜은 넓은 주파수 대역을 사용할 수 있다. 넓은 주파수 대역을 사용하기 위해 데이터를 전송하기 전에 일정 시간 동안 가능한 대역이 있는지 살펴보고 데이터를 인접한 영역의 주파수 대역이 가용한지 여부에 따라 연접하여 주파수 대역을 사용한다. 예를 들어 20MHz 대역이 주 주파수 대역 (주 채널)이고 그 다음 20MHz가 사용가능하고 그 다음 20MHz가 사용 불가능 그 다음 20MHz가 사용 가능이라면 총 40MHz를 전송 대역으로 하여 데이터를 전송한다. 연접한 주파수 대역만을 데이터 전송 대역으로 사용하기 때문에 실제 가용한 주파수 대역이 있음에도 불구하고 사용하지 못하는 문제가 있다. 또한 종래의 무선 접속 기술은 동일한 BSS(basic service set) 내에서 매 전송 시도마다 하나의 송신 단말 및 수신 단말의 일대일 접속만을 지원하기 때문에 단말들의 접속 환경이나 전송 데이터의 특성을 반영하지 못하여 비효율적이라는 문제를 지니고 있다.
IEEE 802.11p는 지능형 교통정보시스템 (intelligent transport system, ITS) 통신용으로 개발된 표준이다. IEEE 802.11a의 물리계층을 따르고 MAC은 IEEE 802.11e의 EDCA를 채용하고 있다. 채널 대역폭은 10MHz를 기본으로 하며 20MHz 채널도 사용 가능하다. 단말들이 접속점과 Association을 하지 않고도 데이터를 송수신할 수 있는 OCB(outside context of BSS)를 지원한다.
한편, 발명의 배경이 되는 기술은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 내용을 포함할 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 각각의 전송 슬롯을 지시하는 인덱스 정보를 기초로 결정된 전송 슬롯에 EDCA(enhanced distributed coordination access) 동작을 수행하여 신호 간의 충돌을 회피하기 위한 통신 노드의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들을 포함하는 데이터 전송 구간의 설정 정보를 포함하는 제1 프레임을 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 및 상기 데이터 전송 구간 동안 상기 복수의 통신 노드들 중 하나 이상의 통신 노드들로부터 제2 데이터 프레임(들)을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 프레임은, 상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자들 및 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV(network allocation vector)를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프레임의 전송 이전에, 상기 제1 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시하는 정보를 포함하는 트리거 지시 프레임을 상기 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 트리거 지시 프레임과 상기 제1 트리거 프레임의 간격은, SIFS(short inter-frame space) 또는 RIFS(reduced inter-frame space)인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 트리거 지시 프레임은, 상기 제1 프레임 전송 구간 및 상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자들을 포함하고, 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프레임은, 상기 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답을 요청하는 정보를 더 포함하고, 상기 제2 데이터 프레임(들) 각각은, 상기 하나 이상의 통신 노드들 각각의 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답을 요청하는 정보는, 상기 제1 프레임의 MAC(media access control) 헤더(header)의 듀레이션(duration) 필드가 지시하는 시점과 PPDU 길이(PPDU length) 필드가 지시하는 시점의 차이를 통해 수신 응답을 요청할 수 있다.
여기서, 상기 제2 데이터 프레임들을 수신하는 단계 이후, 상기 하나 이상의 통신 노드들 중 적어도 하나의 통신 노드로부터 상기 제2 데이터 프레임(들)을 수신하지 않은 경우, 상기 트리거 지시 프레임을 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 재송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다
여기서, 상기 제1 프레임은, 상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들의 수, 상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들을 지시하는 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들 간의 간격에 관한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 제1 프레임을 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 상기 제1 프레임에 대한 수신 응답 프레임의 전송을 요청하는 정보 및 상기 복수의 통신 노드들 중에서 상기 수신 응답 프레임을 전송할 하나 이상의 통신 노드들 각각의 식별자를 포함하는 수신 응답 요청 프레임을 상기 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 및 상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 상기 수신 응답 프레임(들)을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 수신 응답 요청 프레임이고, 상기 폴링 프레임은, 상기 하나 이상의 통신 노드들 각각이 상기 수신 응답 프레임을 전송하는 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함하고, 상기 하나 이상의 프레임 전송 구간들은 SIFS(short inter-frame space) 간격으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 수신 응답 요청 프레임은, 상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 상기 수신 응답 프레임을 수신하는 순서를 지시하며, 상기 폴링 프레임에 의해 지시되는 순서에 따라서, 상기 수신 응답 프레임은 상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 수신되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프레임은, 상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자들 및 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV(network allocation vector)를 설정을 위한 정보를 포함할 수 있다.
여기서. 상기 제1 프레임을 전송하기 이전에, CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임을 상기 복수의 통신 노드들로 송신하는 단계를 더 포함하고, 상기 CTS-to-self 프레임은, 상기 제1 프레임을 전송하는 구간 및 상기 수신 응답 프레임을 전송하는 구간에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 CTS-to-self 프레임의 전송 전력은, 상기 제1 통신 노드의 최대 전송 전력인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서, 제2 통신 노드로부터 제1 프레임을 수신하는 단계; 상기 제2 통신 노드로부터 상기 제1 프레임에 대한 수신 응답 프레임의 전송을 요청하는 정보 및 상기 제2 통신 노드의 식별자를 포함하는 수신 응답 요청 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 제2 통신 노드로 상기 제1 프레임에 대한 상기 수신 응답 프레임을 송신하는 단계를 포함하고, 상기 제1 프레임은상기 제1 통신 노드의 식별자를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프레임은, TTF(time trigger frame)이고, 상기 TTF와 상기 수신 응답 요청 프레임 간의 간격은, SIFS(short inter-frame space) 또는 RIFS(reduced inter-frame space)인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 수신 응답 요청 프레임은, 상기 수신 응답 프레임을 송신하기 위한 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함하고, 상기 하나 이상의 프레임 전송 구간들 간의 간격은, SIFS(short inter-frame space)인 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 수신 응답 요청 프레임은, 하나 이상의 통신 노드들의 식별자와 상기 하나 이상의 전송 구간들이 맵핑된 정보를 통해 상기 수신 응답 프레임의 송신 순서를 지시하고, 상기 수신 응답 프레임을 송신하는 단계는. 상기 제1 통신 노드의 식별자가 지시하는 전송 구간을 통해 상기 수신 응답 프레임을 송신하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제1 프레임을 수신하기 이전에, 상기 제2 통신 노드로부터 CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 CTS-to-Self 프레임은, 상기 제1 프레임을 전송하는 구간, 상기 수신 응답 프레임을 송신하기 위한 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 CTS-to-self 프레임의 전송 전력은, 상기 제2 통신 노드의 최대 전송 전력인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 의하면, OCB(outside of the context BSS(basic service set)) 통신을 수행하는 복수의 통신 노드들이 동시에 채널 액세스(channel access)를 시도하여 데이터 프레임을 송신할 수 있어, 낮은 지연시간으로 데이터 프레임을 전달할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 무선랜 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 무선랜 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 3은 무선랜 시스템에서 스테이션의 연결 절차를 도시한 순서도이다.
도 4는 EDCA에 기초한 통신 노드의 동작 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 5는 복수의 통신 노드들 간에 수행되는 OCB 통신의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6은 분산 OFDMA 통신을 수행하는 복수의 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 7은 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작 및 재전송 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11은 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작 및 재전송 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 12는 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13은 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14는 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15는 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 16은 TDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 17은 일반 주행 차량 및 군집 주행 차량의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18은 군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 19는 군집 주행 그룹 탐색을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 20은 군집 주행 그룹 탐색을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 21은 군집 주행 그룹 가입을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 22는 군집 주행 그룹 가입을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 23은 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 그룹 가입을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 24는 주기적으로 군집 주행 정보를 송수신하기 위한 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 25는 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 정보를 송수신하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 26은 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 정보를 송수신하기 위한 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 27은 차량 통신 네트워크에서 통신 노드의 GCR(groupcast with retries) 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 28은 OCB 통신 방식으로 ACK를 수신하기 위한 통신 노드의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 29는 차량 통신 네트워크에서 CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임의 송신 범위의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 30은 CTS 투 셀프 프레임을 이용하여 NAV를 설정하는 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 31은 블록 ACK 요청 프레임의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 32는 PPDU(PLCP protocol data unit) 프레임 필드 포맷의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 33은 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 34는 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 35는 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템(communication system)(예를 들어, 무선랜(wireless local area network) 시스템)이 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 통신 시스템은 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 통신 시스템에 적용될 수 있다. 여기서, 통신 시스템은 통신 네트워크(network)와 동일한 의미로 사용될 수 있다.
도 1은 무선랜 시스템의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set; BSS)를 포함할 수 있다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2), STA6, STA7, STA8)의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다. 아래 실시예들에서 액세스 포인트(access point)의 기능을 수행하는 스테이션은 "액세스 포인트(AP)"로 지칭될 수 있고, 액세스 포인트의 기능을 수행하지 않는 스테이션은 "non-AP 스테이션" 또는 "스테이션"으로 지칭될 수 있다.
BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS; IBSS)로 구분될 수 있다. 여기서, BSS1과 BSS2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미할 수 있고, BSS3은 IBSS를 의미할 수 있다. BSS1은 제1 스테이션(STA1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 제1 액세스 포인트(STA2(AP1)), 및 다수의 액세스 포인트들(STA2(AP1), STA5(AP2))을 연결하는 분배 시스템(distribution system, DS)을 포함할 수 있다. BSS1에서 제1 액세스 포인트(STA2(AP1))는 제1 스테이션(STA1)을 관리할 수 있다.
BSS2는 제3 스테이션(STA3), 제4 스테이션(STA4), 분배 서비스를 제공하는 제2 액세스 포인트(STA5(AP2)), 및 다수의 액세스 포인트들(STA2(AP1), STA5(AP2))을 연결하는 분배 시스템(DS)을 포함할 수 있다. BSS2에서 제2 액세스 포인트(STA5(AP2))는 제3 스테이션(STA3)과 제4 스테이션(STA4)을 관리할 수 있다.
BSS3은 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 IBSS를 의미할 수 있다. BSS3에는 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)인 액세스 포인트가 존재하지 않을 수 있다. 즉, BSS3에서 스테이션들(STA6, STA7, STA8)은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리될 수 있다. BSS3에서 모든 스테이션들(STA6, STA7, STA8)은 이동 스테이션을 의미할 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
액세스 포인트(STA2(AP1), STA5(AP2))는 자신에게 결합된 스테이션(STA1, STA3, STA4)을 위하여 무선 매체를 통해 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공할 수 있다. BSS1 또는 BSS2에서 스테이션들(STA1, STA3, STA4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA2(AP1), STA5(AP2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 스테이션들(STA1, STA3, STA4) 간의 직접 통신이 가능하다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS들은 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS들을 확장된 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 통신 노드들(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2))은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 임의의 스테이션(STA1, STA3, STA4)은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합된 스테이션들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 스테이션을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다. 무선랜 시스템에 포함된 통신 노드들(STA1, STA2(AP1), STA3, STA4, STA5(AP2), STA6, STA7, STA8)은 다음과 같이 구성될 수 있다.
도 2는 무선랜 시스템을 구성하는 통신 노드의 제1 실시예를 도시한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통신 노드(200)는 적어도 하나의 프로세서(210), 메모리(220) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(230)를 포함할 수 있다. 송수신 장치(230)는 트랜시버(transceiver), RF(radio frequency) 유닛, RF 모듈(module) 등으로 지칭될 수 있다. 또한, 통신 노드(200)는 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250), 저장 장치(260) 등을 더 포함할 수 있다. 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(270)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
다만, 통신 노드(200)에 포함된 각각의 구성요소들은 공통 버스(270)가 아니라, 프로세서(210)를 중심으로 개별 인터페이스 또는 개별 버스를 통하여 연결될 수도 있다. 예를 들어, 프로세서(210)는 메모리(220), 송수신 장치(230), 입력 인터페이스 장치(240), 출력 인터페이스 장치(250) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나와 전용 인터페이스를 통하여 연결될 수도 있다.
프로세서(210)는 메모리(220) 및 저장 장치(260) 중에서 적어도 하나에 저장된 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. 프로세서(210)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(220) 및 저장 장치(260) 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(220)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
한편, 무선랜 시스템에서 연결 절차는 다음과 같이 수행될 수 있다.
도 3은 무선랜 시스템에서 스테이션의 연결 절차를 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 스테이션(STA)의 연결 절차는 크게 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 및 인증 절차를 수행한 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계(association step)로 구분될 수 있다.
스테이션(STA)은 먼저 패시브 스캐닝(passive scanning) 방법 또는 액티브 스캐닝(active scanning) 방법을 사용하여 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 패시브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 스테이션(STA)은 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 액티브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 스테이션(STA)은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송할 수 있고, 액세스 포인트들(APs)로부터 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신함으로써 이웃한 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다.
이웃한 액세스 포인트들(APs)이 탐지된 경우, 스테이션(STA)은 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계를 수행할 수 있다. 이 경우, 스테이션(STA)은 복수의 액세스 포인트들(APs)과 인증 단계를 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘 등으로 구분될 수 있다.
스테이션(STA)은 IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘을 기반으로 인증 요청 프레임(authentication request frame)을 전송할 수 있고, 액세스 포인트(AP)로부터 인증 요청 프레임에 대한 응답인 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 수신함으로써 액세스 포인트(AP)와의 인증을 완료할 수 있다.
액세스 포인트(AP)와의 인증이 완료된 경우, 스테이션(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계를 수행할 수 있다. 이 경우, 스테이션(STA)은 자신과 인증 단계를 수행한 액세스 포인트들(APs) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택할 수 있고, 선택된 액세스 포인트(AP)와 연결 단계를 수행할 수 있다. 즉, 스테이션(STA)은 연결 요청 프레임(association request frame)을 선택된 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 선택된 액세스 포인트(AP)로부터 연결 요청 프레임에 대한 응답인 연결 응답 프레임(association response frame)을 수신함으로써 선택된 액세스 포인트(AP)와의 연결을 완료할 수 있다.
한편, 무선랜 시스템에 속한 통신 노드(예를 들어, 액세스 포인트, 스테이션 등)는 PCF(point coordination function), HCF(hybrid coordination function), HCCA(HCF controlled channel access), DCF(distributed coordination function), EDCA(enhanced distributed channel access) 등에 기초하여 프레임의 송수신 동작을 수행할 수 있다.
무선랜 시스템에서 프레임은 관리(management) 프레임, 제어(control) 프레임 및 데이터 프레임으로 분류될 수 있다. 관리 프레임은 연결 요청(association request) 프레임, 연결 응답(response) 프레임, 재연결(reassociation) 요청 프레임, 재연결 응답 프레임, 프로브 요청(probe request) 프레임, 프로브 응답 프레임, 비컨(beacon) 프레임, 연결 해제(disassociation) 프레임, 인증(authentication) 프레임, 인증 해제(deauthentication) 프레임, 액션(action) 프레임 등을 포함할 수 있다.
제어 프레임은 ACK(acknowledgement) 프레임, BAR(block ACK request) 프레임, BA(block ACK) 프레임, PS(power saving)-Poll 프레임, RTS(request to send) 프레임, CTS(clear to send) 프레임 등을 포함할 수 있다. 데이터 프레임은 QoS(quality of service) 데이터 프레임 및 비-QoS(non-QoS) 데이터 프레임으로 분류될 수 있다. QoS 데이터 프레임은 QoS에 따른 전송이 요구되는 데이터 프레임을 지시할 수 있고, 비-QoS 데이터 프레임은 QoS에 따른 전송이 요구되지 않는 데이터 프레임을 지시할 수 있다.
한편, 무선랜 시스템에서 통신 노드(예를 들어, 액세스 포인트, 스테이션)는 EDCA에 기초하여 동작할 수 있다.
도 4는 EDCA에 기초한 통신 노드의 동작 방법의 제1 실시예를 도시한 타이밍도이다.
도 4를 참조하면, 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송하고자 하는 통신 노드는 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS(short interframe space), PIFS(PCF IFS)) 동안 채널 상태의 모니터링(monitoring) 동작(예를 들어, 캐리어 센싱(carrier sensing) 동작)을 수행할 수 있고, 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS, PIFS) 동안 채널 상태가 아이들 상태(idle state)로 판단된 경우에 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 SIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 ACK 프레임, BA 프레임, CTS 프레임 등을 전송할 수 있다. 또한, 통신 노드는 PIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 비컨 프레임 등을 전송할 수 있다. 반면, 미리 설정된 구간(예를 들어, SIFS, PIFS) 동안 채널 상태가 비지(busy) 상태로 판단된 경우, 통신 노드는 제어 프레임(또는, 관리 프레임)을 전송하지 않을 수 있다. 여기서, 캐리어 센싱 동작은 CCA(clear channel assessment) 동작을 지시할 수 있다.
비-QoS 데이터 프레임을 전송하고자 하는 통신 노드는 DIFS(DCF IFS) 동안 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, DIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 랜덤 백오프(random backoff) 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 통신 노드는 랜덤 백오프 절차에 따른 경쟁 윈도우(contention window) 내에서 백오프 값(예를 들어, 백오프 카운터)를 선택할 수 있고, 선택된 백오프 값에 대응하는 구간(이하 "백오프 구간"이라 함) 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있다. 통신 노드는 백오프 구간 동안에 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 비-QoS 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
QoS 데이터 프레임을 전송하고자 하는 통신 노드는 AIFS(arbitration IFS) 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, AIFS 동안 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 랜덤 백오프 절차를 수행할 수 있다. AIFS는 QoS 데이터 프레임에 포함된 데이터 유닛(예를 들어, PDU(protocol data unit))의 AC(access category)에 따라 설정될 수 있다. 데이터 유닛의 AC는 아래 표 1과 같을 수 있다.
Figure pat00001
AC_BK는 백그라운드(background) 데이터를 지시할 수 있고, AC_BE는 베스트 에퍼트(best effort) 방식으로 전송되는 데이터를 지시할 수 있고, AC_VI는 비디오(video) 데이터를 지시할 수 있고, AC_VO는 보이스(voice) 데이터를 지시할 수 있다. 예를 들어, AC_VO 및 AC_VI 각각에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 DIFS의 길이와 동일하게 설정될 수 있다. AC_BE 및 AC_BK 각각에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 DIFS의 길이보다 길게 설정될 수 있다. 여기서, AC_BK에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이는 AC_BE에 대응하는 QoS 데이터 프레임을 위한 AIFS의 길이보다 길게 설정될 수 있다.
랜덤 백오프 절차에서 통신 노드는 QoS 데이터 프레임의 AC에 따른 경쟁 윈도우 내에서 백오프 값(예를 들어, 백오프 카운터)를 선택할 수 있다. AC에 따른 경쟁 윈도우는 아래 표 2와 같을 수 있다. CWmin은 경쟁 윈도우의 최소값을 지시할 수 있고, CWmax는 경쟁 윈도우의 최대값을 지시할 수 있고, 경쟁 윈도우의 최소값 및 최대값 각각은 슬롯의 개수로 표현될 수 있다.
Figure pat00002
통신 노드는 백오프 구간 동안에 채널 상태의 모니터링 동작(예를 들어, 캐리어 센싱 동작)을 수행할 수 있고, 백오프 구간 동안에 채널 상태가 아이들 상태로 판단된 경우에 QoS 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
다음으로, 통신 시스템에서 무선랜 다중 채널 동작 방법들이 설명될 것이다. 통신 노드들 중에서 제1 통신 노드에서 수행되는 방법(예를 들어, 신호의 전송 또는 수신)이 설명되는 경우에도 이에 대응하는 제2 통신 노드는 제1 통신 노드에서 수행되는 방법과 상응하는 방법(예를 들어, 신호의 수신 또는 전송)을 수행할 수 있다. 즉, 단말의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 기지국은 단말의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다. 반대로, 기지국의 동작이 설명된 경우에 이에 대응하는 단말은 기지국의 동작과 상응하는 동작을 수행할 수 있다.
아래에서, 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크(wireless communication network)가 설명될 것이다. 본 발명에 따른 실시예들이 적용되는 무선 통신 네트워크는 아래 설명된 내용에 한정되지 않으며, 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 무선 통신 네트워크들에 적용될 수 있다.
도 5는 복수의 통신 노드들 간에 수행되는 OCB 통신의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다. 예를 들어, 도 5의 통신 노드들은 OBU(on board unit)일 수 있다. 본 발명의 통신 노드(예를 들어, STA)를 탑재한 이동체(예를 들어, OBU(on-board unit))는 다른 통신 노드를 탑재한 이동체로 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
각각의 통신 노드들은 동일한 SS(service set)에 포함된 경우에 한하여 서로 통신할 수 있다. SS를 구성하기 위해 통신 노드들은 시간 및 주파수 동기화, 인증 및 연관 절차 등을 포함하는 복수의 절차를 수행하여야 할 수 있다. SS를 구성하기 위하여 복수의 절차를 수행할 경우 일부 안전 응용 프로그램(safety application) 등에서 요구하는 지연 시간(delay)에 관한 조건 등을 충족하지 못할 수 있다.
따라서 차량 간 통신의 요구 사항을 충족시키고, 프레임 송수신 대기 시간을 최소화하기 위해, 각각의 통신 노드들은　OCB(outside the context of a　BSS) 통신을 수행할 수 있다. OCB　통신은 단일 무선 링크의 서비스 지역 내에 있는 둘 이상의 장치 간에 적용되는 통신 프로토콜일 수 있다.
OCB　통신을 수행하는 통신 노드는 임의의 SS를 구성하거나 구성원이 아는 임의의 시간에 데이터 및 제어 프레임을 송신 및 수신할 수 있다. 또한 OCB 통신을 수행하는 통신 노드는 주기적으로 혹은 특정 조건을 충족할 경우, 자신의 속도, 이동 방향 등의 주행 정보를 담은 데이터 프레임을 다른 통신 노드들로 송신할 수 있다. 이동체에서 통신을 하는 통신 노드들은 필요에 의해 서로 간에 데이터 프레임을 송수신할 수 있다. OCB 통신을 수행하는 통신 노드들은 종래 무선랜에서 수행해야 하는 결합(association) 절차를 포함한 망 진입(network entry) 절차를 수행하지 않고도 통신을 수행할 수 있다.
도 6은 분산 OFDMA 통신을 수행하는 복수의 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 5에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다. 예를 들어, 도 6의 통신 노드들은 OBU일 수 있다.
도 6을 참조하면, 복수의 통신 노드들이 통신을 수행하는 구간은 트리거 프레임(trigger frame)을 송신하기 위한 경쟁 구간인 TCP(trigger frame contention period) 및 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁 구간인 DCP(data frame contention period)를 포함할 수 있다.
TCP에서 복수의 통신 노드들은 트리거 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA1)는 트리거 프레임 송신 기회를 획득할 수 있다. 트리거 프레임 송신 기회를 획득한 STA1은 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA4)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 UORA(uplink OFDMA random access) 트리거 프레임일 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임들을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 트리거 프레임은 각각의 통신 노드들에 의해 송수신되는 데이터 프레임의 유형을 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA2 내지 STA4)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들(STA2 내지 STA4)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임들을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 데이터 프레임들을 송신하기 위한 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 통신 노드들(STA2 내지 STA4)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임의 유형에 관한 정보를 더 획득할 수 있다.
DCP에서 통신 노드들(STA2 내지 STA4)은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드들(STA2 내지 STA4)은 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임들을 송신할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임에 의해 지시되는 채널들이 채널 1 내지 채널 9이고, 통신 노드들 중 STA2가 임의로 숫자 2를 선택한 경우, STA2는 채널 2를 통해 다른 통신 노드들로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. TCP에서의 경쟁 결과 각각의 통신 노드들은 서로 다른 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
트리거 프레임이 데이터 프레임의 유형에 관한 정보를 더 포함하는 경우, 통신 노드는 획득한 데이터 프레임의 유형과 일치하는 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 송신하고자 하는 데이터 프레임의 유형이 일치하지 않는 통신 노드는 DCP에서 데이터 프레임 전송 기회를 획득하지 못할 수 있으며, 경쟁을 수행하지 않을 수 있다.
도 7은 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 5에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 복수의 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 트리거 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA3)는 트리거 프레임 송신 기회(transmission opportunity, TxOP)를 획득할 수 있다. STA3은 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임들을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임들을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임의 유형에 관한 정보를 더 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과한 후에 DCP가 개시될 수 있다. 예를 들어, DCP는 TCP 종료 후 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후에 개시될 수 있다. DCP에서 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. DCP에서 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
트리거 프레임을 송신한 STA3은 경쟁 자원들 중 하나의 자원을 할당하여 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, STA3은 채널 1을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA3에 의해 데이터 프레임을 전송하기 위한 특정 자원(채널 1)이 할당된 경우, 트리거 프레임은 전용(dedicated) 자원(예를 들어, 채널 1)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. STA3의 전용 자원(예를 들어, 채널 1)은 경쟁 자원과 별도의 자원일 수 있으며, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 전용 자원에서 경쟁을 수행하지 않을 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 경쟁이 허용된 채널(예를 들어, 전용 채널 등을 제외한 채널들)에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, STA1은 채널 3을 선택할 수 있으며, STA2 및 STA4는 채널 5를 선택할 수 있으며, STA5는 채널 4를 선택할 수 있다. STA1 및 STA5는 선택한 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 하지만 STA2 및 STA4는 충돌로 인하여 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다. 구체적으로 STA2는 채널 5를 통해 데이터 프레임 송신하고자 하는 경우, STA4로부터의 데이터 프레임 송신을 감지할 수 있고, 충돌이 발생하였음을 감지할 수 있다.
도 8은 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 트리거 프레임을 송신하기에 앞서, 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 데이터 프레임(예를 들어, BSM)을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA3)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. STA3은 STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5로 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
데이터 프레임은 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 프레임의 MAC 헤더(MAC header)는 TTF 지시자를 더 포함할 수 있다. TTF 지시자는 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후에 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시할 수 있다. 그리고 데이터 프레임(예를 들어, MAC 헤더)은 통신 노드들의 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 이후에 트리거 프레임을 수신할 것을 예상할 수 있다. 그리고 통신 노드들은 수신한 데이터 프레임으로부터 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 획득할 수 있다.
STA3은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후에 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 트리거 프레임은 통신 노드들의 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 즉, 데이터 프레임의 MAC 헤더가 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 포함하지 않는 경우, 트리거 프레임은 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 포함할 수 있다.
데이터 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 DCP에서 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 자원(예를 들어, 채널)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. DCP에서 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
STA3은 각각의 통신 노드들로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. STA3은 각각의 자원(예를 들어, 채널)에서 데이터 프레임의 충돌 발생 여부를 감지할 수 있다. STA3은 데이터 프레임을 성공적으로 송신한 통신 노드들(예를 들어, STA1, STA2 및 STA5)에 ACK를 송신할 수 있다. 예를 들어, STA3은 채널 별로 데이터 프레임의 전송 성공 여부를 보고할 수 있다. ACK는 각각의 자원의 ID 정보 및 수신 상태(ACK 또는 NACK) 정보의 조합을 포함할 수 있다.
도 9는 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작 및 재전송 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 복수의 통신 노드들은 트리거 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA3)는 트리거 프레임 송신 기회를 획득할 수 있다. STA3은 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그리고 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임의 유형에 관한 정보를 더 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과한 후에 DCP가 개시될 수 있다. 예를 들어, DCP는 TCP 종료 후 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후에 개시될 수 있다. DCP는 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)의 데이터 프레임 송신 구간(transmit mode) 및 통신 노드들의 데이터 프레임 수신 구간(receive mode)을 포함할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후에 DCP의 송신 구간이 개시될 수 있다. DCP의 송신 구간에서 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. DCP에서 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
트리거 프레임을 송신한 STA3은 경쟁 자원들 중 하나의 자원(예를 들어, 채널 1)을 할당할 수 있다. 트리거 프레임을 송신한 통신 노드에 의해 데이터 프레임을 전송하기 위한 특정 자원이 할당된 경우, 트리거 프레임은 전용 자원(예를 들어, 채널 1)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. STA3의 전용 자원(예를 들어, 채널 1)은 경쟁 자원과 별도의 자원일 수 있으며, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 전용 자원에서 경쟁을 수행하지 않을 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 경쟁이 허용된 채널(예를 들어, 전용 채널 등을 제외한 채널들)에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, STA 1은 채널 3을 선택할 수 있으며, STA 2 및 STA 4는 채널 5를 선택할 수 있으며, STA 5는 채널 4를 선택할 수 있다. STA 1 및 STA 5는 선택한 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 하지만 STA 2 및 STA 4는 충돌로 인하여 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다.
DCP의 송신 구간이 종료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후에 DCP의 송신 구간이 개시될 수 있다. DCP 송신 구간에서 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 경쟁 자원들을 통해 수신한 데이터 프레임을 각각의 통신 노드들에 재전송할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 할당된 전용 채널인 채널 1을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 통신 노드는 채널 3을 통해 STA1의 데이터 프레임을 재전송할 수 있으며, 채널 4를 통해 STA5의 데이터 프레임을 재전송할 수 있다.
DCP의 수신 구간에서 재전송된 데이터 프레임을 수신한 통신 노드들은 데이터 프레임 전송 시 충돌 발생 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, 채널 5를 통해 데이터 프레임을 수신하지 못한 수 있으며, STA 2(또는 STA 4)는 충돌로 인하여 데이터 프레임의 전송을 실패하였음을 확인할 수 있다. STA2(또는 STA4)는 DCP 수신 구간 종료 이후에 데이터 프레임의 재전송을 시도할 수 있다.
도 10은 트리거 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 복수의 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 트리거 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있으며, 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA3)는 트리거 프레임 송신 기회를 획득할 수 있다. STA3은 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후에, DCP가 개시될 수 있다. DCP에서 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. DCP에서 각각의 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
트리거 프레임을 송신한 STA3은 경쟁 자원들 중 하나의 자원(예를 들어, 채널 1)을 할당할 수 있다. 트리거 프레임을 송신한 통신 노드에 의해 데이터 프레임을 전송하기 위한 특정 자원이 할당된 경우, 트리거 프레임은 전용 자원(예를 들어, 채널 1)에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. STA3의 전용 자원(예를 들어, 채널 1)은 경쟁 자원과 별도의 자원일 수 있으며, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 전용 자원에서 경쟁을 수행하지 않을 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드는 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 9를 참조하면, STA 2 및 STA 4는 채널 5를 선택할 수 있다. STA 2에 의해 송신된 데이터 프레임은 STA 4에 의해 송신되는 데이터 프레임과 충돌할 수 있다. 따라서, STA 2 및 STA 4는 TCP 송신 구간에서 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다.
STA3는 각각의 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로부터 데이터 프레임을 수신하지 못할 수 있다. DCP의 송신 구간이 종료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후, STA3은 ACK, 널 프레임(null frame) 및 데이터 프레임 중 적어도 하나의 프레임을 송신할 수 있다. 널 프레임(또는 데이터 프레임)의 전송 시간은 0으로 설정될 수 있다. 트리거 프레임은 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 STA3으로부터 프레임을 수신할 수 있으며, DCP를 종료할 수 있다.
도 11은 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 트리거 프레임을 송신하기에 앞서, 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA3)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. STA3는 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
데이터 프레임은 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 프레임의 MAC 헤더는 TTF 지시자를 더 포함할 수 있다. TTF 지시자는 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후에 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시할 수 있다. 그리고 데이터 프레임(예를 들어, MAC 헤더)은 통신 노드들의 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 포함할 수 있다.
데이터 프레임을 수신한 통신 노드들은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 이후에 트리거 프레임을 수신할 것을 예상할 수 있다. 그리고 통신 노드들은 수신한 데이터 프레임으로부터 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 획득할 수 있다.
데이터 프레임을 송신한 통신 노드는 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후에 다른 통신 노드들로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 트리거 프레임은 통신 노드들의 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 즉, 데이터 프레임의 MAC 헤더가 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 포함하지 않는 경우, 트리거 프레임은 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 포함할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 시간이 경과한 후에 DCP가 개시될 수 있다. 예를 들어, DCP는 TCP 종료 후 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후에 개시될 수 있다. DCP는 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)의 데이터 프레임 송신 구간(transmit mode) 및 통신 노드들의 데이터 프레임 수신 구간(receive mode)을 포함할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후에 DCP의 송신 구간이 개시될 수 있다. DCP의 송신 구간에서, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 자원(예를 들어, 채널)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드는 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
통신 노드는 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, STA 1은 채널 3을 선택할 수 있고, STA 2는 채널 5를 선택할 수 있고, STA 4는 채널 1을 선택할 수 있으며, STA 5는 채널 4를 선택할 수 있다. 각각의 통신 노드들(STA 1 내지 STA 2 및 STA4 내지 STA 5)은 선택한 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 각각의 통신 노드들(STA 1 내지 STA 2 및 STA4 내지 STA 5)로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
DCP의 송신 구간이 종료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후에 DCP의 송신 구간이 개시될 수 있다. DCP 송신 구간에서 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 경쟁 자원들을 통해 수신한 데이터 프레임을 각각의 통신 노드들에 재전송할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 채널 1 및 채널 3 내지 채널 5를 통해 각각의 통신 노드들에 데이터 프레임을 재전송할 수 있다.
도 12는 데이터 프레임에 의해 개시되는 분산 OFDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 12를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
TCP에서 트리거 프레임을 송신하기에 앞서, 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA3)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. STA3은 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
데이터 프레임을 송신한 STA3은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후에 다른 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후, DCP(예를 들어, DCP의 송신 구간)가 개시될 수 있다. DCP의 송신 구간에서, 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA1 내지 STA2 및 STA4 내지 STA5)은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 각각의 통신 노드는 UORA 트리거 프레임이 지시하는 복수의 채널에 대응되는 숫자 중 임의의 숫자를 선택할 수 있으며, 선택한 숫자에 대응되는 채널을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 7을 참조하면, STA 2 및 STA 4는 채널 5를 선택할 수 있다. STA 2에 의해 송신된 데이터 프레임은 STA 4에 의해 송신되는 데이터 프레임과 충돌할 수 있다. 따라서, STA 2 및 STA 4는 TCP 송신 구간에서 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다.
트리거 프레임을 송신한 STA3은 각각의 통신 노드들(예를 들어, STA2 및 STA4)로부터 데이터 프레임을 수신하지 못할 수 있다. DCP의 송신 구간이 종료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 후, STA3은 ACK, 널 프레임 또는 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
도 13은 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
통신 노드들(STA1 내지 STA4 및 STA7)은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA1)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 중 다른 통신 노드로부터 데이터 프레임을 수신하지 못한 통신 노드는 송신 기회를 획득하였다고 판단할 수 있다. 채널 접속 절차를 수행한 STA1은 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
데이터 프레임은 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시하는 지시자를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 트리거 프레임은 시간 영역 트리거 프레임(time trigger frame, TTF)일 수 있으며, 데이터 프레임의 MAC 헤더는 시간 영역 트리거 프레임 지시자(TTF 지시자)를 더 포함할 수 있다. TTF 지시자를 포함하는 데이터 프레임을 트리거 지시 프레임이라고 지칭할 수 있다.
TTF 지시자는 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS 경과 후에 트리거 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시할 수 있다. 미리 설정된 IFS는 SIFS일 수 있으며, 또는 SIFS 보다 짧으면서 미리 설정된 IFS인 RIFS일 수 있다. 데이터 프레임을 수신한 통신 노드들은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 또는 RIFS) 이후에 트리거 프레임을 수신할 것을 예상할 수 있다.
데이터 프레임을 송신한 STA1은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 또는 RIFS) 경과 후에 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)로 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임을 송수신하기 위한 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임은 다중 사용자에 의한 데이터 프레임 전송을 위한 타임 슬롯(time slot)의 개수 정보 등을 포함할 수 있다. 각각의 타임 슬롯들은 동일한 주파수 영역 상에서, 일정한 IFS(예를 들어, SIFS) 간격으로 배치될 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 전송 구간에서 통신을 수행하는 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)을 지시하는 식별자 정보를 포함할 수 있다. 트리거 프레임에 의해 지시되지 않는 통신 노드는 트리거 프레임을 수신할 수 있으며, 수신한 트리거 프레임을 기초로 NAV를 설정할 수 있다.
트리거 프레임은 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)의 데이터 프레임 전송 시점에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 트리거 프레임(예를 들어, MAC 헤더)은 다중 사용자에 의한 데이터 프레임 전송을 위한 각각의 타임 슬롯들의 시간 정보, 타임 슬롯들 간의 간격(예를 들어, IFS) 정보 및 타임 슬롯을 통해 전송할 데이터의 종류에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
트리거 프레임 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)은 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)은 수신한 트리거 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 타임 슬롯 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 자원(예를 들어, 타임 슬롯들)을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA7)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 자원(예를 들어, 타임 슬롯들)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. DCP에서 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 타임 슬롯)에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 통신 노드는 경쟁 윈도우(contention window) 범위 내에서 임의의 숫자를 선택할 수 있다. 그리고 트리거 프레임을 수신한 통신 노드들은 선택한 숫자에 대응되는 타임 슬롯을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 13을 참조하면, STA3은 타임 슬롯 1을 선택할 수 있으며, STA2 및 STA4는 타임 슬롯 3을 선택할 수 있으며, STA7은 타임 슬롯 4를 선택할 수 있다. STA3 및 STA7는 선택한 타임 슬롯을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 하지만 STA2 및 STA4는 충돌로 인하여 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다. 구체적으로 STA2는 타임 슬롯 3을 통해 데이터 프레임 송신하고자 하는 경우, STA4로부터의 데이터 프레임 송신을 감지할 수 있고, 충돌이 발생하였음을 감지할 수 있다.
트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 각각의 통신 노드들로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 각각의 자원(예를 들어, 타임 슬롯)에서 데이터 프레임의 충돌 발생 여부를 감지할 수 있다. 트리거 프레임은 각각의 자원을 통해 수신한 데이터 프레임들 각각에 대한 수신 응답 프레임을 송신할 수 있다. 수신 응답 프레임은 수신한 데이터 프레임들 각각에 대한 수신 응답 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 데이터 프레임을 성공적으로 송신한 통신 노드들에 데이터 프레임에 대한 ACK를 송신할 수 있다.
즉, 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 타임 슬롯 별로 데이터의 전송 성공 여부를 보고할 수 있다. 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 데이터 프레임을 송신한 각각의 통신 노드의 식별자를 이용하여 데이터 프레임의 송신 결과(성공 또는 실패)를 보고할 수 있다. 또는 트리거 프레임을 송신한 통신 노드는 데이터 프레임을 송신한 각각의 타임 슬롯의 식별자를 이용하여 데이터 프레임의 송신 결과(성공 또는 실패)를 보고할 수 있다.
데이터 프레임을 송신하지 못한 통신 노드들은 개별 경쟁을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 개별 경쟁 구간에서 경쟁을 수행하는 통신 노드들은 경쟁 윈도우의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어 통신 노드는 경쟁 윈도우의 크기를 기존 경쟁 윈도우 크기의 두 배로 설정할 수 있다. 또는 통신 노드는 경쟁 윈도의 크기를 기존 경쟁 윈도우 크기의 절반으로 설정할 수 있다.
도 14는 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA1)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 중 다른 통신 노드로부터 데이터 프레임을 수신하지 못한 통신 노드는 송신 기회를 획득하였다고 판단할 수 있다. 채널 접속 절차를 수행한 STA1은 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
데이터 프레임은 TTF를 대체하는 프레임일 수 있다. 즉, 데이터 프레임은 다중 사용자에 의한 데이터 프레임 전송을 위한 정보인 TTF 정보를 더 포함할 수 있다. 또는 STA1에 의해 송신되는 프레임은 데이터 유닛을 포함하는 TTF 프레임일 수 있다. TTF 정보를 포함하는 데이터 프레임(또는 데이터 유닛을 포함하는 TTF 프레임)을 TTF-데이터 프레임으로 지칭할 수 있다. 구체적으로 TTF-데이터 프레임(예를 들어, MAC 헤더)은 다중 사용자에 의한 데이터 프레임 전송을 위한 각각의 타임 슬롯들의 시간 정보, 타임 슬롯들 간의 간격(예를 들어, IFS) 정보 및 타임 슬롯을 통해 전송할 데이터의 종류에 관한 정보 등을 포함할 수 있다. 각각의 타임 슬롯들은 동일한 주파수 영역 상에서, 일정한 IFS(예를 들어, SIFS) 간격으로 배치될 수 있다.
TTF-데이터 프레임은 데이터 전송 구간에서 통신을 수행하는 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)을 지시하는 식별자 정보를 포함할 수 있다. TTF-데이터 프레임에 의해 지시되지 않는 통신 노드는 TTF-데이터 프레임을 수신할 수 있으며, 수신한 TTF-데이터 프레임을 기초로 NAV를 설정할 수 있다.
TTF-데이터 프레임의 송신 기회를 획득하지 못한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 TTF-데이터 프레임을 수신할 수 있다. TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 수신한 데이터 프레임으로부터 데이터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있으며, 예를 들어 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁이 허용된 자원(예를 들어, 타임 슬롯 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다. 데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 이후에 데이터 프레임을 전송하기 위한 자원이 개시됨을 예상할 수 있다.
TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 TTF 정보에 의해 지시되는 자원(예를 들어, 타임 슬롯들)을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. TTF 정보를 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 트리거 프레임에 의해 지시되는 각각의 자원(예를 들어, 타임 슬롯들)들을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 송신하는 동시에 다른 통신 노드로부터의 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)은 경쟁이 허용된 채널에 랜덤 액세스를 수행할 수 있다. 각각의 통신 노드는 경쟁 윈도우 범위 내에서 임의의 숫자를 선택할 수 있다. 그리고 TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들은 선택한 숫자에 대응되는 타임 슬롯을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, 도 14를 참조하면, STA4는 타임 슬롯 1을 선택할 수 있고, STA2는 타임 슬롯 3을 선택할 수 있으며, STA3 및 STA8은 타임 슬롯 4를 선택할 수 있다. STA4 및 STA2는 선택한 타임 슬롯을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 하지만 STA3 및 STA8은 충돌로 인하여 데이터 프레임을 송신하지 못할 수 있다. 구체적으로 STA3은 타임 슬롯 4를 통해 데이터 프레임 송신하고자 하는 경우, STA8로부터의 데이터 프레임 송신을 감지할 수 있고, 충돌이 발생하였음을 감지할 수 있다.
TTF-데이터 프레임을 송신한 STA1은 각각의 통신 노드들(STA2 내지 STA4 및 STA8)로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. STA1은 각각의 자원(예를 들어, 타임 슬롯)에서 데이터 프레임의 충돌 발생 여부를 감지할 수 있다. STA1은 데이터 프레임을 성공적으로 송신한 통신 노드들(STA2 및 STA4)에 수신 응답 프레임(예를 들어, 데이터 프레임에 대한 ACK를 포함하는 프레임)를 송신할 수 있다.
즉, 트리거 프레임을 송신한 STA1은 타임 슬롯 별로 데이터의 전송 성공 여부를 보고할 수 있다. STA1은 데이터 프레임을 송신한 각각의 통신 노드(STA2 및 STA4)의 식별자를 이용하여 데이터 프레임의 송신 결과(성공 또는 실패)를 보고할 수 있다. 또는 STA1은 데이터 프레임을 송신한 각각의 타임 슬롯의 식별자를 이용하여 데이터 프레임의 송신 결과(성공 또는 실패)를 보고할 수 있다.
데이터 프레임을 송신하지 못한 통신 노드들(STA3 및 STA8)은 개별 경쟁을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 개별 경쟁 구간에서 경쟁을 수행하는 통신 노드들(STA3 및 STA8)은 경쟁 윈도우의 크기를 조정할 수 있다. 예를 들어 통신 노드(STA3 또는 STA8)는 경쟁 윈도우의 크기를 기존 경쟁 윈도우 크기의 두 배로 설정할 수 있다. 또는 통신 노드(STA3 또는 STA8)는 경쟁 윈도의 크기를 기존 경쟁 윈도우 크기의 절반으로 설정할 수 있다.
도 15는 데이터 프레임에 의해 개시되는 TDMA 통신 동작의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15를 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
통신 노드들은 TTF-데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 복수의 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(STA1)는 채널 접속 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 복수의 통신 노드들 중 다른 통신 노드로부터 TTF-데이터 프레임을 수신하지 못한 통신 노드는 송신 기회를 획득하였다고 판단할 수 있다. 채널 접속 절차를 수행한 STA1은 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA1은 TTF-데이터 프레임을 미리 설정된 주기에 따라서 주기적으로 송신할 수 있다.
즉 STA1은 주기적으로 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA1 의해 최초로 송신된 TTF-데이터 프레임을 경쟁 TTF-데이터 프레임으로 지칭하고, 최초의 데이터 프레임 이후에 STA1이 송신한 TTF-데이터 프레임을 비경쟁 TTF-데이터 프레임으로 지칭할 수 있다. 경쟁 TTF-데이터 프레임은 통신 노드들이 경쟁적으로 데이터를 전송하는 경쟁 데이터 전송 구간의 설정 정보를 포함할 수 있으며, 비경쟁 TTF-데이터 프레임은 통신 노드들이 비경쟁적으로 데이터를 전송하는 비경쟁 데이터 전송 구간의 설정 정보를 포함할 수 있다.
경쟁 TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)은 TTF 정보를 기초로 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁을 수행할 수 있다. 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)은 경쟁 결과를 기초로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 경쟁 TTF-데이터 프레임을 송신한 STA1은 각각의 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. STA1은 각각의 자원(예를 들어, 타임 슬롯)에서 데이터 프레임의 충돌 발생 여부를 감지할 수 있다. STA1은 데이터 프레임을 성공적으로 송신한 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)에 수신 응답 프레임(예를 들어, 데이터 프레임에 대한 ACK를 포함하는 프레임)를 송신할 수 있다.
데이터 프레임에 대한 ACK를 송신한 STA1은 비경쟁 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA1은 데이터 프레임의 송신 결과를 기초로 비경쟁 TTF-데이터 프레임의 TTF 정보를 설정할 수 있다. STA1은 비경쟁 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다.
예를 들어, 경쟁 TTF-데이터 프레임을 송신한 STA1은 각각의 타임 슬롯을 통한 데이터 프레임의 전송 결과에 따라서, 타임 슬롯의 설정(예를 들어, 타임 슬롯의 개수)을 변경할 수 있다. 구체적으로 도 11을 참고하면, 2번 타임 슬롯이 비어있는(empty) 경우, 통신 노드는 TTF의 타임 슬롯 개수를 4에서 3으로 조정할 수 있다. TTF 설정을 변경한 결과 타임 슬롯의 개수가 미리 설정된 개수 이하일 경우, 통신 노드들은 경쟁을 수행하고, 경쟁 결과에 따라서 경쟁 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다.
또는 STA1은 각각의 타임 슬롯을 통한 데이터 프레임의 전송 결과에 따라서, TTF의 타임 슬롯 개수 정보를 변경하지 않고, 각각의 타임 슬롯의 설정을 변경할 수 있다. 구체적으로 STA1은 타임 슬롯들 중 비어있는 타임 슬롯을 경쟁 슬롯으로 할당할 수 있으며, 데이터 프레임을 성공적으로 송신한 단말들에 각각의 타임 슬롯을 할당할 수 있다.
비경쟁 TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)은 TTF 정보를 기초로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 비경쟁 TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2, STA4, STA6)은 데이터 프레임을 송신하기 위한 경쟁 절차를 수행하지 않을 수 있다.
도 16은 TDMA 통신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 16을 참조하면, 통신 시스템은 복수의 통신 노드들을 포함할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 도 1에 도시된 STA들과 동일한 통신 노드일 수 있다.
통신 노드들(STA1 내지 STA6)은 미리 설정된 데이터 프레임 전송 주기에 따라서 경쟁을 수행하여 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들 중 최초로 데이터 프레임을 송신한 통신 노드(STA1)는 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA6)로 하여금 데이터 프레임을 송신할 수 있도록 폴링(polling)할 수 있다.
예를 들어, 복수의 통신 노드들 중 STA1이 최초로 데이터 프레임을 송신한 경우, STA1은 다른 통신 노드들(STA2 내지 STA6)이 데이터 프레임을 송신하도록 폴링할 수 있다. STA1은 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있으며, TTF-데이터 프레임을 수신한 통신 노드들(STA2 내지 STA6)은 TTF-데이터 프레임을 기준으로 미리 설정된 데이터 프레임 전송 주기에 따라서 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 미리 설정된 데이터 프레임 전송 주기를 폴링 주기(polling period)로 지칭할 수 있다.
도 16을 참조하면 STA1이 TTF-데이터 프레임을 전송하였으며, 폴링 주기 이내에 데이터 프레임을 송신하여야 하는 통신 노드들은 STA2 내지 STA5일 수 있다. STA2 내지 STA5는 TTF-데이터 프레임이 지시하는 자원 상에서 경쟁을 수행할 수 있으며, 경쟁 결과 STA2 및 STA3은 데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA2 및 STA3은 폴링 주기마다 별도의 경쟁 없이 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
경쟁 결과 데이터 프레임 전송 기회를 획득하지 못한 통신 노드 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA4)는 TTF-데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA4에 의해 TTF-프레임이 송신된 이후, 폴링 주기 이내에 STA5 및 STA6은 경쟁을 수행할 수 있으며, 경쟁 결과 데이터 프레임을 송신할 수 있다. STA5 및 STA6은 폴링 주기마다 별도의 경쟁 없이 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
도 17은 일반 주행 차량 및 군집 주행 차량의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 17을 참조하면, V2X 통신 네트워크는 통신 노드(예를 들어, STA)를 구비한 복수개의 차량들을 포함할 수 있다. V2X 통신 네트워크를 구성하는 차량 노드들은 일반 주행할 수 있으며, 일반 주행하는 차량(및 통신 노드) 간의 거리는 일반 주행 거리(normal driving distance) 만큼 이격될 수 있다.
V2X 통신 네트워크를 구성하는 차량 노드들은 군집 주행(platooning driving 또는 platoon driving)을 수행할 수 있다. 구체적으로 미리 설정된 내에 위치하고, 동일한 방향 및 속도를 갖는 차량들은 군집 주행을 수행할 수 있으며, 군집 주행을 수행하는 차량들의 통신 노드들은 군집 주행 통신을 수행할 수 있다. 군집 주행을 수행하는 통신 노드는 데이터 프레임의 커버리지보다 작은 커버리지에 위치한 통신 노드들을 모집하여 군집 주행 그룹을 구성할 수 있다. 군집 주행을 수행하기 위한 통신 노드들은 군집 주행 거리(platooning driving distance)만큼 이격될 수 있으며, 군집 주행 거리는 일반 주행 거리보다 작거나 같을 수 있다. 동일한 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 상호 간에 데이터 프레임을 송수신하여 차량 주행 정보를 교환할 수 있다.
V2X 통신 네트워크는 서로 다른 군집 주행 그룹을 포함할 수 있다. 서로 다른 군집 주행 그룹에 속한 통신 노드들은 적어도 군집 간 주행 거리(inter-platooning driving distance)만큼 이격될 수 있으며, 군집 간 주행 거리는 일반 주행 거리보다 크거나 같을 수 있다. 서로 다른 군집 주행 그룹에 속한 통신 노드들은 상호 간에 데이터 프레임을 송수신하여 차량 주행 정보를 교환할 수 있다. 구체적으로, 군집 주행 그룹에 속한 통신 노드들 중 하나의 대표 통신 노드는 BSM(basic safety message)와 같은 ITS(intelligent transport system) 메시지를 다른 군집 주행 그룹에 속한 통신 노드로 송신할 수 있다.
도 18은 군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 18을 참조하면, 군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드들은 군집 주행 그룹을 구성할 통신 노드를 탐색(platooning group discovery)할 수 있다. 각각의 통신 노드는 동일한 방향으로 이동하며, 일정 시간 동안 동일한 속도를 유지하는 다른 통신 노드들을 탐색할 수 있다. 통신 노드는 주기적으로 군집 주행 폴링 요청(platooning polling request) 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드들 중 폴링 프레임을 송신하는 통신 노드(예를 들어, STA 1)을 군집 주행 설정 노드로 지칭할 수 있으며, 폴링 프레임을 수신하는 통신 노드들(예를 들어, STA 2 내지 5)을 군집 주행 설정 노드로 지칭할 수 있다. 본 발명에서 사용한 군집 주행 그룹은 하나의 통신 영역으로 묶는 개념으로 BSS와 동일한 의미로 해석되어 동작할 수 있다.
군집 주행 설정 노드(STA1)는 폴링 프레임을 통상 최대 전송 커버리지(예를 들어, 802.11p의 경우, 1000m 또는 802.11bd의 경우, 2000m)보다 작은 커버리지(예를 들어, 수백 미터 이내) 내에서 송신(예를 들어, 멀티캐스트 또는 브로드캐스트)할 수 있다. 폴링 프레임은 차량의 종류에 따라서 다르게 설정될 수 있다. 폴링 프레임은 승용차, 버스, 트럭과 같이 차량의 길이를 구분하는 지시자를 더 포함하여 모집하는 대상의 종류를 정할 수 있다.
군집 주행 대상 노드들(STA 2 내지 STA5)은 폴링 프레임을 수신할 수 있다. 그리고 군집 주행 대상 노드들(STA 2 내지 STA5)은 수신한 폴링 프레임에 대한 응답으로 군집 주행 지시(platooning indication) 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드(STA1)는 군집 주행 대상 노드들로부터 폴링 프레임에 대한 응답(군집 주행 지시 프레임)을 수신할 수 있다. STA1은 미리 설정된 시간 동안 폴링 프레임을 복수 회에 걸쳐 송신할 수 있다. 그리고 STA1은 복수회의 폴링 프레임에 대한 군집 주행 지시 프레임을 송신한 통신 노드를 군집 주행 대상 노드로 판단할 수 있다.
군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드들(STA 1 내지 STA5)은 군집 주행 그룹 가입(platooning group join) 동작을 수행할 수 있다. 군집 주행 통신을 수행하기 위한 통신 노드(예를 들어, STA1)는 군집 주행 탐색 단계에서 발견한 통신 노드들(예를 들어, STA2 내지 STA5)로 군집 주행 가입 요청(platooning group join request) 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 가입 요청 프레임을 수신한 통신 노드(예를 들어, STA2 내지 STA5)는 군집 주행 가입 승인(platooning group join response) 프레임을 송신할 수 있다. STA1은 군집 주행 가입 승인 프레임을 수신할 수 있으며, 군집 주행 가입 승인 프레임을 송신한 통신 노드들(예를 들어, STA2 내지 STA5)을 군집 주행 통신 그룹으로 구성할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임은 무선 랜의 접속 프레임일 수 있으며, 또는 별도의 프레임일 수 있다.
군집 주행 통신을 수행하는 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 군집 주행 그룹 간에 또는 군집 주행 그룹 외부의 통신 노드들로 주기적으로 군집 주행 정보를 포함하는 데이터 프레임을 방송(periodic BSM advertisement)할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 교환할 수 있다. 통신 노드의 주행 이벤트에 대한 반응성을 확보하기 위해, 통신 노드들은 일반적인 데이터 프레임 전송 주기(예를 들어, 100ms)보다 짧은 주기로 군집 주행 정보를 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹의 대표 통신 노드(예를 들어, 군집 주행 통신 노드들 중 최전방 또는 최후방에 위치하는 통신 노드)는 군집 주행 외부의 통신 노드들로 군집 주행 정보를 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹의 대표 통신 노드는 주행 정보를 일반 전송 시 커버리지 범위(예를 들어, 802.11p의 경우, 1000m 또는 802.11bd의 경우, 2000m) 내에서 송신할 수 있다.
도 19는 군집 주행 그룹 탐색을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 19를 참조하면, 통신 노드(예를 들어, STA 1과 같은 군집 주행 설정 노드)는 군집 주행 그룹을 구성할 통신 노드(예를 들어, STA 2 내지 STA 7과 같은 군집 주행 대상 노드)를 탐색할 수 있다. 즉, 군집 주행 설정 노드는 동일 방향, 동일 속도로 이동하는 군집 주행 대상 노드들을 탐색하기 위해서 폴링을 수행할 수 있다. 군집 주행 그룹에 속해 있지 않으면서 군집 주행을 하고자 하는 단말들은 무선랜 경쟁 절차를 수행할 수 있다. 경쟁 결과 통신 노드는 군집 주행을 요청하는 폴링 프레임을 송신할 수 있다.
군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 설정 노드로부터 폴링 프레임을 수신할 수 있다. 폴링 프레임은 군집 주행 대상 노드들의 데이터 전송을 위한 전송 구간들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그리고 폴링 프레임은 폴링 프레임을 수신할 통신 노드들의 식별자에 관한 정보를 포함할 수 있다.
통신 노드들은 폴링 프레임을 수신할 수 있다. 폴링 프레임에 의해 지시되지 않는 통신 노드들은 폴링 프레임을 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 폴링 프레임을 수신한 통신 노드들 중 폴링 프레임에 의해 지시되는 통신 노드들(군집 주행 대상 노드)은 군집 주행 폴링 구간(platooning polling interval) 동안 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과 군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 지시(platooning indication) 프레임을 송신할 수 있다.
군집 주행 설정 노드는 군집 주행 대상 노드들로부터 군집 주행 지시 프레임을 수신할 수 있다. 그리고 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 지시 프레임에 대한 응답 정보인 ACK를 군집 주행 대상 노드들로 송신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 그룹을 탐색하기 위하여 폴링 프레임을 복수 회에 걸쳐 송신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 ACK를 송신한 시점으로부터 미리 설정된 폴링 간 구간(inter polling interval)이 경과한 이후에 폴링 프레임을 송신할 수 있다.
폴링 프레임을 송신한 통신 노드(STA1)는 다른 통신 노드들부터 군집 주행 지시 프레임을 수신할 수 있다. STA1은 군집 주행 지시의 수신 상태를 포함하는 ACK를 생성할 수 있다. STA1은 ACK를 다른 통신 노드들로 송신할 수 있다. 통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 군집 주행 폴링 동작을 복수회 수행할 수 있다. STA1은 복수회의 모든 군집 주행 폴링 요청에 에 군집 주행 지시를 송신한 단말들을 전송 주행 그룹으로 구성할 수 있다. STA1은 복수회의 모든 군집 주행 폴링 요청에 대해 군집 주행 지시를 송신하지 않은 단말들(예를 들어, STA4 및 STA6 등)을 군집 주행 그룹에서 제외할 수 있다. 따라서, 폴링 프레임은 폴링 요청 회수 정보를 포함할 수 있다. 통신 노드들의 군집 주행 폴링 동작의 회수는 통신 노드를 포함하는 차량의 주행 속도에 따라서 상이하게 설정될 수 있다.
도 20은 군집 주행 그룹 탐색을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 20을 참조하면, 통신 노드(예를 들어, STA 1과 같은 군집 주행 설정 노드)는 군집 주행 그룹을 구성할 통신 노드(예를 들어, STA 2 내지 STA 7과 같은 군집 주행 대상 노드)를 탐색할 수 있다. 즉, 군집 주행 설정 노드는 동일 방향, 동일 속도로 이동하는 군집 주행 대상 노드들을 탐색하기 위해서 폴링을 수행할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 다중 전송 기법을 이용하여 폴링 프레임을 송신할 수 있다. 각각의 통신 노드들은 Association이 되어 있지 않은 상태일 수 있어, AID를 사용하지 못할 수 있다.
군집 주행 그룹에 속해 있지 않으나, 군집 주행을 수행하고자 하는 통신 노드들은 무선 랜 경쟁 절차 동작을 수행할 수 있다. 경쟁 결과, 통신 노드는 폴링 프레임을 송신할 수 있다. 폴링 프레임은 OFDMA 채널 정보를 포함할 수 있다. 다중 전송 기법을 이용한 군집 주행을 수행함에 있어, 폴링 프레임은 OFDMA 트리거 프레임과 동일한 프레임일 수 있다.
군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 설정 노드로부터 폴링 프레임을 수신할 수 있다. 폴링 프레임을 수신한 통신 노드들은 군집 주행 폴링 구간 동안 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과 군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 지시 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 대상 노드들은 OFDMA 방식으로 군집 주행 지시 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 대상 노드들은 OFDMA 랜덤 액세스 방식으로 OFDMA 채널 중 하나의 채널을 임의로 선택하여 선택한 채널을 통해 군집 주행 지시 프레임을 전송할 수 있다.
군집 주행 설정 노드는 군집 주행 대상 노드들로부터 군집 주행 지시 프레임을 수신할 수 있다. 그리고 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 지시 프레임에 대한 응답 정보인 ACK를 군집 주행 대상 노드들로 송신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 그룹을 탐색하기 위하여 폴링 프레임을 복수 회에 걸쳐 송신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 폴링 구간 동안 적어도 1회 이상 군집 주행 요청 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 군집 주행 설정 노드는 ACK를 송신한 시점으로부터 미리 설정된 폴링 간 구간(inter polling interval)이 경과한 이후에 폴링 프레임을 송신할 수 있다.
통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 군집 주행 폴링 구간(platooning polling interval)에서 군집 주행 폴링 동작을 복수회 수행할 수 있다. 최초 전송한 폴링 프레임은 폴링 간 구간에 관한 정보를 포함할 수 있다. 또는 각각의 폴링 프레임은 각각의 폴링 구간에 관한 정보를 포함할 수 있다.
통신 노드들(STA1 내지 STA5)은 군집 주행 폴링 동작을 복수회 수행할 수 있다. STA1은 복수회의 모든 군집 주행 폴링 요청에 에 군집 주행 지시를 송신한 단말들을 전송 주행 그룹으로 구성할 수 있다. STA1은 복수회의 모든 군집 주행 폴링 요청에 대해 군집 주행 지시를 송신하지 않은 단말들(예를 들어, STA4 및 STA6 등)을 군집 주행 그룹에서 제외할 수 있다. STA1은 군집 주행 지시를 송신하지 않은 단말들(예를 들어, STA4 및 STA6 등)의 식별자가 삭제된 폴링 프레임을 생성할 수 있다.
두 번째 군집 주행 폴링 절차에서는 첫 번째 군집 주행 폴링 절차에서 군집 주행 폴링 요청에 응답한 단말들만 폴링 동작을 수행할 수 있다. STA1은 군집 주행 폴링 대상 통신 노드들의 식별자 정보를 더 포함하는 폴링 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들의 식별자 정보는 각각의 통신 노드들의 MAC 주소(또는 MAC 주소의 일부)를 사용할 수 있다. STA1은 각각의 폴링 절차에서 폴링 프레임에 대한 군집 주행 지시 프레임을 송신하지 않은 단말을 제외하고 폴링 절차를 수행할 수 있다.
도 21은 통신 노드들의 군집 주행 그룹 가입 절차의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 21을 참조하면, 군집 주행 멤버 발견 절차가 완료된 경우, 통신 노드들(예를 들어, STA 1과 같은 군집 주행 설정 노드 및 STA 2, 5 및 7과 같은 군집 주행 대상 노드들)은 탐색한 군집 주행 그룹을 생성할 수 있다. 군집 주행 그룹은 BSS일 수 있다.
도 21을 참조하면, 군집 주행 대상 노드들은 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과 군집 주행 대상 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA 2)는 전송 기회를 획득하여, 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임은 무선랜 규격의 접속 요청(association request) 프레임을 포함할 수 있다. STA 2는 군집 주행 설정 노드(STA 1)로 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 송신할 수 있다.
군집 주행 설정 노드는 군집 주행 대상 노드로부터 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 수신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임의 송수신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과된 후, 군집 주행 설정 노드는 수신한 접속 요청 프레임에 대한 응답인 접속 승인(association response) 프레임을 송신할 수 있다. 접속 승인 프레임은 통신 노드(예를 들어, STA 2)에 할당할 AID 정보를 더 포함할 수 있다. 군집 주행 대상 노드는 접속 승인 프레임을 수신할 수 있으며, 접속 승인 프레임이 지시하는 바에 따라서, AID를 설정할 수 있다.
STA 2를 제외한 군집 주행 대상 노드들은 STA 2의 군집 가입 절차가 완료된 이후, 경쟁을 통해 군집 가입 절차를 수행할 수 있다. 군집 가입 절차를 수행한 군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 설정 노드로부터 AID를 할당 받고, 군집 주행 그룹에 가입할 수 있다. 군집 주행 대상 노드들이 모두 군집 주행 그룹 가입 절차를 완료한 경우, 군집 주행 그룹의 각각의 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 송수신할 수 있다.
도 22는 군집 주행 그룹 가입을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 22를 참조하면, 군집 주행 멤버 발견 절차가 완료된 경우, 통신 노드들(예를 들어, STA 1과 같은 군집 주행 설정 노드 및 STA 2, 5 및 7과 같은 군집 주행 대상 노드들)은 탐색한 군집 주행 그룹을 생성할 수 있다. 군집 주행 그룹은 BSS일 수 있다.
도 22를 참조하면, 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 대상 노드들로 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임은 무선랜 규격의 접속 요청 프레임을 포함할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임은 군집 주행 대상 노드들 각각에 할당할 AID 정보를 더 포함할 수 있다.
군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 설정 노드로부터 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 수신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임의 송수신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과된 후, 군집 주행 대상 노드들은 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과 군집 주행 대상 노드들 중 하나의 통신 노드는 수신한 접속 요청 프레임에 대한 응답인 접속 승인 프레임을 송신할 수 있다. 경쟁 결과 접속 승인 프레임을 송신한 군집 주행 대상 노드는 군집 주행 가입 요청 프레임에 포함된 AID 정보를 기초로 AID를 설정할 수 있다.
군집 주행 그룹 가입 요청 프레임이 AID 정보를 포함하지 않는 경우, 군집 주행 대상 노드는 설정 가능한 AID 중 임의의 AID를 설정할 수 있다. 군집 주행 대상 노드는 설정한 AID 정보를 포함하는 접속 승인 프레임을 송신할 수 있다.
군집 주행 설정 노드는 군집 주행 대상 노드(예를 들어, STA 2)로부터 접속 승인 프레임을 수신할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 접속 승인 프레임을 수신한 군집 주행 대상 노드와 군집 주행 그룹을 설정할 수 있다. 군집 주행 설정 노드는 수신한 접속 승인 프레임이 지시하는 바에 따라서, 군집 주행 대상 노드의 AID를 설정할 수 있다.
STA 2를 제외한 군집 주행 대상 노드들은 STA 2의 군집 가입 절차가 완료된 이후, 경쟁을 통해 군집 가입 절차를 수행할 수 있다. 군집 가입 절차를 수행한 군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 설정 노드로부터 AID를 할당 받고, 군집 주행 그룹에 가입할 수 있다. 군집 주행 대상 노드들이 모두 군집 주행 그룹 가입 절차를 완료한 경우, 군집 주행 그룹의 각각의 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 송수신할 수 있다.
STA1은 복수회의 접속 요청 프레임을 송신할 수 있다. STA1은 복수회의 접속 요청 프레임을 송신하는 경우, 매회 다른 통신 노드들과 경쟁을 통해 접속 요청 프레임의 송신 기회를 획득할 수 있다. 또는 STA1은 군집 주행 대상 노드들 전체와의 접속 절차를 수행하기 위한 시간에 관한 정보를 포함하는 접속 요청 프레임을 송신할 수 있다. STA1은 첫 번째 접속 요청을 제외한 나머지 접속 요청 프레임을 송신함에 있어, 별도의 경쟁 없이 접속 요청 프레임의 전송 기회를 획득할 수 있다
도 23은 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 그룹 가입을 수행하기 위한 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 23을 참조하면, 군집 주행 멤버 발견 절차가 완료된 경우, 통신 노드들은 탐색한 통신 노드와 군집 주행 그룹을 생성할 수 있다. 군집 주행 그룹은 BSS일 수 있다.
도 23을 참조하면, 군집 주행 설정 노드는 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임들을 송수신하기 위한 경쟁 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 트리거 프레임은 BSS의 ID 및 지정할 군집 주행 대상 노드들에 관한 정보를 더 포함할 수 있다. 트리거 프레임은 MAC 주소를 이용하여 군집 주행 대상 노드들을 지시할 수 있다. 트리거 프레임은 각각의 경쟁 자원에 각각의 군집 주행 대상 노드를 지정할 수 있다.
군집 주행 대상 노드들은 트리거 프레임을 수신할 수 있으며, 트리거 프레임으로부터 프레임을 송신하기 위한 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 수신한 군집 주행 대상 노드들은 경쟁 자원(예를 들어, 채널 등)에 관한 정보를 획득할 수 있다.
트리거 프레임의 송수신이 완료된 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS 등)가 경과한 이후, 군집 주행 대상 노드들은 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 송신할 수 있다. 각각의 군집 주행 대상 노드들은 OFDMA 방식으로 경쟁 자원을 통해 군집 주행 가입 요청 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임은 무선랜 규격의 접속 요청 프레임을 포함할 수 있다.
군집 주행 설정 노드는 경쟁 자원을 통해 군집 주행 대상 노드들로부터 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임을 수신할 수 있다. 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임의 송수신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과된 후, 군집 주행 설정 노드는 군집 주행 그룹 가입 요청 프레임에 대한 ACK를 송신할 수 있다. ACK 송수신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과된 후, 군집 주행 설정 노드는 수신한 접속 요청 프레임에 대한 응답인 접속 승인(association response) 프레임을 송신할 수 있다. 접속 승인 프레임은 군집 주행 대상 노드들(예를 들어, STA 2, 5 및 7)각각에 할당할 AID 정보를 더 포함할 수 있다. 군집 주행 대상 노드는 접속 승인 프레임을 수신할 수 있으며, 접속 승인 프레임이 지시하는 바에 따라서, AID를 설정할 수 있다.
군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들(예를 들어, 군집 주행 설정 노드 및 군집 주행 대상 노드)은 군집 주행 그룹 간에 또는 군집 주행 그룹 외부의 통신 노드들로 주기적으로 군집 주행 정보를 방송할 수 있다.
도 24는 통신 노드의 주기적 군집 주행 정보 송수신 절차의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 24를 참조하면, 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 송수신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들 중 그룹 대표 통신 노드는 BSM 폴링 프레임을 송신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹 설정 노드일 수 있다. BSM 폴링 프레임은 데이터 프레임 전송을 위한 구간 및 NAV를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 프레임 전송을 위한 구간은 복수개의 통신 기회를 위한 자원들을 포함할 수 있으며, 각각의 자원 간의 간격은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)만큼일 수 있다. BSM 폴링 프레임은 군집 주행 대상 노드들 각각의 식별자들을 포함할 수 있다. 각각의 군집 주행 통신 노드들은 AID의 순서에 따라서 통신 기회를 획득할 수 있다. BSM 폴링 프레임은 그룹 대표 통신 노드의 주행 정보를 더 포함할 수 있다.
군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 BSM 폴링 프레임을 수신할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 전송하기 위해 할당된 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하지 않는 통신 노드들은 수신한 BSM 폴링 프레임을 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들 각각은 할당된 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 데이터 프레임은 차량의 주행 정보 및 제동 정보 등을 포함할 수 있다.
그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 수신한 데이터 프레임에 대한 수신 응답 프레임(예를 들어, 데이터 프레임에 대한 ACK를 포함하는 프레임)를 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들로 송신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 ACK 송신 시점으로부터 BSM 간 구간(inter BSM interval) 이후, BSM 폴링 프레임을 송신하여, 통신 노드들은 주기적으로 군집 주행 정보를 송수신할 수 있다.
전송 기회에서 다른 통신 노드들로 송신할 데이터 프레임이 없는 경우, 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드는 널 프레임을 송신하여, 군집 주행 그룹을 유지할 수 있다. 복수회의 전송 주기 동안 특정 통신 노드로부터 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우, 그룹 대표 통신 노드는 특정 통신 노드의 접속을 해제할 수 있다. 즉, 그룹 대표 통신 노드는 수신 응답 프레임을 전송할 하나 이상의 통신 노드들 각각의 식별자 중 일부 통신 노드의 식별자를 삭제하여, 수신 응답 프레임을 전송할 통신 노드들에 관한 정보를 변경할 수 있다.
그룹 대표 통신 노드는 변경된 통신 노드들에 관한 정보(예를 들어, 접속 해제된 통신 노드 정보가 삭제된 정보)를 포함하는 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 접속 해제된 통신 노드에 관한 정보를 반영하여 전송 구간에서의 전송 기회를 조정할 수 있다.
도 25는 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 정보를 송수신하기 위한 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 25를 참조하면, 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 송수신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들 중 그룹 대표 통신 노드는 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임들을 송수신하기 위한 경쟁 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹 설정 노드일 수 있다. BSM 폴링 프레임은 데이터 프레임 전송을 위한 구간 및 NAV를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 프레임 전송을 위한 구간은 복수개의 채널들을 포함할 수 있다. BSM 폴링 프레임은 각각의 채널들을 통해 데이터 프레임을 송신할 군집 주행 그룹의 통신 노드들을 지정할 수 있다.
군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 트리거 프레임을 수신할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 전송하기 위해 할당된 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드를 포함하는 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 할당된 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 데이터 프레임은 차량의 주행 정보 및 제동 정보 등을 포함할 수 있다.
그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 수신한 데이터 프레임에 대한 ACK를 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들로 송신할 수 있다. 데이터 프레임에 대한 ACK는 블록 ACK일 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 ACK 송신 시점으로부터 BSM 간 구간 이후, 트리거 프레임을 송신하여, 통신 노드들은 주기적으로 군집 주행 정보를 송수신할 수 있다.
전송 기회에서 다른 통신 노드들로 송신할 데이터 프레임이 없는 경우, 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드는 널 프레임을 송신하여, 군집 주행 그룹을 유지할 수 있다. 복수회의 전송 주기 동안 특정 통신 노드로부터 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우, 그룹 대표 통신 노드는 특정 통신 노드의 접속을 해제할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 접속 해제된 통신 노드 정보를 포함하는 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 접속 해제된 통신 노드에 관한 정보를 반영하여 전송 구간에서의 전송 기회를 조정할 수 있다.
도 26은 OFDMA 통신 방식으로 군집 주행 정보를 송수신하기 위한 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 26을 참조하면, 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들은 주기적으로 주행 정보를 송수신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 설정한 통신 노드들 중 그룹 대표 통신 노드는 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 트리거 프레임은 데이터 프레임들을 송수신하기 위한 경쟁 자원에 관한 정보를 포함할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹 설정 노드일 수 있다. BSM 폴링 프레임은 데이터 프레임 전송을 위한 전송 구간들 및 NAV를 설정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 프레임 전송을 위한 전송 구간들은 복수개의 채널들을 포함할 수 있다. BSM 폴링 프레임은 각각의 채널들을 통해 데이터 프레임을 송신할 군집 주행 그룹의 통신 노드들을 지정할 수 있다.
군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 트리거 프레임을 수신할 수 있으며, 각각의 통신 노드들은 데이터 프레임을 전송하기 위해 할당된 자원에 관한 정보를 획득할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 할당된 자원을 예약(reserved) 상태로 비워놓을 수 있다. 그룹 대표 통신 노드을 제외한 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 할당된 자원을 통해 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 데이터 프레임은 차량의 주행 정보 및 제동 정보 등을 포함할 수 있다.
그룹 대표 통신 노드는 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 통신 노드들로부터 수신한 데이터 프레임을 OFDMA 방식으로 재전송할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 할당된 채널을 통해 자신의 데이터 프레임을 더 송신할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 데이터 프레임 재전송 시점으로부터 BSM 간 구간 이후, 트리거 프레임을 송신하여, 통신 노드들은 주기적으로 군집 주행 정보를 송수신할 수 있다.
전송 기회에서 다른 통신 노드들로 송신할 데이터 프레임이 없는 경우, 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드는 널 프레임을 송신하여, 군집 주행 그룹을 유지할 수 있다. 복수회의 전송 주기 동안 특정 통신 노드로부터 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우, 그룹 대표 통신 노드는 특정 통신 노드의 접속을 해제할 수 있다. 그룹 대표 통신 노드는 접속 해제된 통신 노드 정보를 포함하는 프레임을 송신할 수 있다. 군집 주행 그룹을 구성하는 통신 노드들은 접속 해제된 통신 노드에 관한 정보를 반영하여 전송 구간에서의 전송 기회를 조정할 수 있다.
도 27은 차량 통신 네트워크에서 통신 노드의 GCR(groupcast with retries) 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 27을 참조하면, 통신 노드(예를 들어, AP)는 멀티캐스트 방식 또는 그룹캐스트 방식으로 데이터 프레임을 복수의 통신 노드들(예를 들어, STA)로 전송할 수 있다. 그리고 복수의 통신 노드들은 데이터 프레임에 대한 응답 정보인 ACK를 통신 노드(예를 들어, AP)로 송신할 수 있다. 복수의 STA들로 데이터를 송신하고, 데이터의 전송 상태 정보를 획득하여 전송 상태 정보를 기초로 데이터를 재전송하는 동작을 GCR(groupcast with retries) 동작으로 지칭할 수 있다.
통신 네트워크를 구성하는 통신 노드들(예를 들어, AP 및 STA)은 GCR 동작을 수행하기 위해 ADDBA(add block acknowledgement) 설정 동작을 수행할 수 있다. ADDBA 설정을 위해, AP는 STA들로 ADDBA 요청(ADDBA request) 프레임을 송신할 수 있다. STA는 AP로부터 ADDBA 요청 프레임을 수신할 수 있으며, 수신한 프레임에 대한 응답으로 ADDBA 응답(ADDBA response) 프레임을 송신할 수 있다. STA는 ADDBA 요청 프레임을 수신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후, ADDBA 응답 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드들(예를 들어, AP 및 STA)은 GCR 동작을 수행하기 위한 파라미터를 교환하여 협상을 수행할 수 있다. AP의 블록 ACK 요청 프레임 전송 절차는 각각의 통신 노드(예를 들어, STA 1 내지 STA 3)들에 대해 개별적으로 수행될 수 있다.
ADDBA 설정 동작이 완료된 후, 데이터 송신 구간이 개시될 수 있다. 데이터 송신 시점에서 통신 노드들은 경쟁에 의해서 채널에 액세스할 수 있으며, 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 데이터 송신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, AP는 각각의 통신 노드들(예를 들어, STA 1 내지 STA 3)에 블록 ACK 요청(Block ACK Request) 프레임을 송신할 수 있다. 각각의 통신 노드들(예를 들어, STA 1 내지 STA 3)은 블록 ACK 요청 프레임을 수신할 수 있으며, 블록 ACK 요청 프레임을 수신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후, 데이터 프레임에 대한 수신 상태 정보를 포함하는 블록 ACK를 송신할 수 있다. AP의 블록 ACK 요청 프레임 전송 절차 및 STA의 블록 ACK 송신 절차는 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드들을 대상으로 반복적으로 수행될 수 있다.
도 28은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드의 ACK 수신 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 28을 참조하면 OCB 통신을 수행하는 각각의 통신 노드들은 AP와의 접속 절차를 수행하지 않고, GCR 동작을 수행할 수 있다. 각각의 통신 노드들은 응용 계층(application layer)에 의해서 각각의 그룹이 설정될 수 있다. 각각의 통신 노드들은 응용 계층 프레임을 통해서 블록 ACK 요청 절차 및 블록 ACK 절차 수행에 필요한 GCR 파라미터들을 미리 설정할 수 있다. OCB 통신을 수행하는 통신 노드의 GCR 동작을 OCB GCR이라고 지칭할 수 있다. OCB GCR은 자동차 통신 환경에서, 좀 더 구체적으로는 다수의 단말이 그룹을 이루어 주행하는 군집 주행 환경 상에서 이루어질 수 있다. OCB GCR를 수행하는 통신 노드들은 경쟁을 수행할 수 있다. 경쟁 결과 데이터 프레임 전송 기회를 획득한 하나의 통신 노드(데이터 송신 노드, STA1)는 군집 주행 환경의 통신 노드들(데이터 수신 노드, STA2 내지 STA4)로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 데이터 프레임의 송신 대상은 각각의 어플리케이션에 의해 결정될 수 있다. OCB 통신을 수행하는 데이터 수신 노드는 데이터 송신 노드로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다.
데이터 전송이 완료된 이후, 데이터 송신 노드는 전송에 참여한 단말들의 데이터 프레임 수신 상태 정보 요청 프레임을 송신할 수 있다. 데이터의 수신 상태 정보 요청 프레임은 블록 ACK 요청 프레임일 수 있다. 블록 ACK 요청 프레임은 데이터 수신 노드들의 ACK 전송 순서에 관한 정보를 포함할 수 있다. 데이터 송신 노드는 블록 ACK 요청 프레임 송신 시, 낮은 MCS를 적용하여 송신할 수 있다.
OCB 통신을 수행하는 데이터 수신 노드들은 데이터 프레임 수신 상태 정보 요청 프레임(예를 들어, 블록 ACK 요청 프레임)을 수신할 수 있다. 데이터 수신 노드들은 데이터 프레임의 수신 상태를 기초로 송신하고자 하는 ACK를 결정할 수 있다. 예를 들어, 데이터 프레임이 둘 이상의 MPDU를 포함하는 경우, 통신 노드는 블록 ACK를 전송할 수 있다. 그리고 데이터 프레임이 하나의 MPDU를 포함하면 통신 노드는 일반 ACK(simple ACK)를 전송할 수 있다. 일반 ACK는 FCS(frame control, duration, receiver address) 정보를 포함할 수 있다. 각각의 통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임이 지시하는 바에 따라 순차적으로 ACK를 송신할 수 있다. 각각의 통신 노드들은 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 간격으로 ACK를 송신할 수 있다. 통신 노드는 수신한 데이터 프레임(예를 들어, MAC 헤더)이 지시하는 바에 기초하여 ACK의 전송 방식(예를 들어, 블록 ACK 또는 일반 ACK)를 결정할 수 있다. 따라서, 데이터 프레임이 복수개의 MPDU를 포함하는 경우에도, 통신 노드는 데이터 프레임에 대한 일반 ACK를 송신할 수 있다.
데이터 송신 노드는 데이터 수신 노드들로부터 ACK를 수신할 수 있다. 그리고 데이터 송신 노드는 수신한 ACK에 관한 정보를 기초로 데이터 프레임 전송의 이상 유무를 판단할 수 있으며, 데이터 프레임을 재전송할 수 있다. 예를 들어, 데이터 프레임이 복수개의 MPDU를 포함함에도 데이터 수신 노드로부터 일반 ACK를 수신하지 못한 경우, 데이터 송신 노드는 복수개의 MPDU를 포함하는 데이터 프레임을 재전송할 수 있다. 데이터 프레임(예를 들어, MAC 헤더)는 데이터 전송 구간, 블록 ACK 요청 프레임 전송 구간, 블록 ACK 전송 구간 및 각 구간 간의 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)에 관한 정보를 기초로 한 주기 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 데이터 프레임을 수신한 통신 노드들 중 GCR을 수행하지 않는 통신 노드들은 데이터 프레임의 주기 정보를 기초로 NAV를 설정할 수 있다. NAV를 설정한 통신 노드들은 채널 접속 절차를 수행할 수 있다.
데이터 프레임 전송 구간 및 데이터 프레임에 대한 ACK 수신 구간을 포함하는 전체 시간을 TxOP라고 칭할 수 있다. STA1에 의해 설정된 TXOP 동안 다른 통신 노드들은 별도의 송신 기회를 획득하는 절차 없이 ACK 프레임을 송신할 수 있다. TXOP 시간 동안 GCR에 참여하지 않는 다른 통신 노드들은 NAV를 설정할 수 있다. 그리고 NAV를 설정한 통신 노드는 별도의 데이터 프레임 송신 동작을 수행하지 않을 수 있다.
일반 ACK를 송신하도록 설정된 통신 노드가 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우, 통신 노드는 데이터 프레임에 대한 ACK를 송신하지 않을 수 있다. 통신 노드가 ACK를 송신하지 않는 경우, SIFS 구간, ACK 전송 구간 및 SIFS 구간 동안 채널이 유휴 상태로 남을 수 있으며, 따라서 다른 통신 노드가 채널을 점유할 수 있다. 다른 통신 노드에 의한 채널 점유를 방지 하기 위해서, 통신 노드는 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우 NACK를 송신할 수 있다. NACK는 주기 값 정보 및 심볼 시간 정보로 설정될 수 있다. 통신 노드는 NACK의 주기 값을 일반 ACK을 전송할 때 설정하는 주기 값 및 심볼 시간(예를 들면, 8usec)의 합으로 설정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, ACK 송신 순서 상, 이전 통신 노드로부터의 ACK를 감지하지 못한 경우, 통신 노드는 ACK를 송신할 수 있다. 구체적으로 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)와 미리 설정된 시간(예를 들어, a) 동안 이전 단말로부터의 ACK를 감지하지 못한 경우, 통신 노드는 ACK을 전송한다. 미리 설정된 시간은 심볼 시간(예를 들면 8usec)이거나 슬롯 시간(예를 들면 13 usec)일 수 있다. 통신 노드 역시 수신 데이터 오류에 의해 ACK을 전송할 수 없는 경우, 다음 순번 통신 노드가 미리 설정된 시간 이후에 ACK를 송신할 수 있다.
도 29는 차량 통신 네트워크에서 CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임의 송신 범위의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 29를 참조하면, 프레임을 전송하는 통신 노드는 프레임에 포함되는 정보에 따라서 MCS, 잉여 채널 코딩 비트 및 변조 방식을 결정할 수 있다. 프레임의 MCS가 높은 경우, 프레임의 변조 심볼은 많은 비트 수를 포함할 수 있고, 또한 프레임은 적은 잉여 채널 코딩 비트를 포함할 수 있어, 프레임의 데이터 처리량(throughput)은 높을 수 있다. 다만, 프레임을 수신할 수 있는 커버리지가 감소할 수 있다. 따라서, 제어 정보를 송신하는 통신 노드는 제어 정보를 포함하는 프레임에 낮은 MCS를 적용하고, 프레임의 잉여 채널코딩 비트를 최소화하며, BPSK(binary phase shift keying) 방식으로 변조할 수 있다. 따라서 제어 정보를 포함하는 프레임은 넓은 커버리지에서 오류 없이 송수신될 수 있다. 데이터 프레임은 제어 정보 프레임보다 높은 MCS를 적용하여 송수신될 수 있다.
V2X 통신 네트워크를 구성하는 통신 노드는 주기 정보를 포함하는 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 데이터 프레임을 수신한 통신 노드들은 주기 정보를 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 다만, 데이터 프레임의 MCS 특성으로 인하여 데이터 프레임의 커버리지는 상대적으로 좁은 영역일 수 있어, 데이터 프레임의 커버리지 외에 위치한 통신 노드들은 NAV를 설정하지 못할 수 있다. 따라서 통신 노드는 데이터 프레임의 커버리지 외에 위치한 통신 노드들로 데이터 프레임과 별도의 프레임을 송신할 수 있다. 통신 노드가 송신하는 별도의 프레임은 CTS 투 셀프(CTS-to-Self) 프레임일 수 있다. CTS 투 셀프 프레임에 적용되는 MCS는 데이터 프레임에 적용되는 MCS 보다 낮을 수 있다. 그리고 CTS 투 셀프 프레임에 적용되는 전송 전력은 CTS 투 셀프 프레임을 전송하는 통신 노드의 최대 전송 전력일 수 있다. 따라서 CTS 투 셀프 프레임의 커버리지는 데이터 프레임의 커버리지보다 넓을 수 있다. 통신 노드는 CTS 투 셀프 프레임을 다른 통신 노드들로 송신할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임을 수신한 통신 노드들 중 OCB 통신을 수행하지 않는 통신 노드들은 NAV를 설정할 수 있다.
도 30은 CTS 투 셀프 프레임을 이용하여 NAV를 설정하는 통신 노드들의 동작의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 30을 참조하면, GCR 동작을 수행하는 통신 노드는 데이터 프레임을 송신하기에 앞서, CTS 투 셀프 프레임을 전송할 수 있다. 통신 노드는 최대한 가장 낮은 MCS를 적용하여 CTS 투 셀프 프레임을 통신 노드들로 전송할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임은 11p 프로토콜에 의한 PPDU 포맷을 사용할 수 있다. CTS-to-Self의 RA(receiver address)는 GCR에서 사용하는 멀티캐스트 주소(multicast address)에 의해 설정될 수 있다. 상기 CTS-to-Self의 주기 값은 데이터 프레임 송수신에 필요한 구간, 블록 ACK 요청 프레임 송수신에 필요한 구간 및 ACK 송수신에 필요한 구간을 포함할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임을 수신한 통신 노드들 중, OCB 통신을 수행하지 않는 통신 노드들은 NAV를 설정할 수 있으며, 채널 액세스 절차를 수행하지 않을 수 있다.
CTS-to-Self를 전송한 통신 노드는 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후 데이터 프레임을 송신할 수 있다. OCB 통신을 수행하는 통신 노드는 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 데이터 프레임 송수신 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS) 경과 후. 통신 노드는 블록 ACK 요청 프레임을 전송할 수 있다. OCB 통신을 수행하는 통신 노드는 SIFS 간격으로 전송할 수 있다. 상기 DATA가 오류가 있는 경우에는 통신 노드는 주기 값 등을 포함하는 MAC 헤더의 값을 설정하여 NACK를 송신할 수 있다.
도 31은 블록 ACK 요청 프레임의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 31을 참조하면, 블록 ACK 요청 프레임은 MAC 헤더와 페이로드를 포함할 수 있다. MAC 헤더는 프레임 제어 필드, 듀레이션 필드, RA 및 TA를 포함할 수 있다. 그리고 페이로드는 블록 ACK 요청 제어 필드, 블록 ACK 요청 정보 필드 및 FCS를 포함할 수 있다.
블록 ACK 요청 프레임은 통신 노드들에 ACK를 요청하기 위한 지시자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블록 ACK 요청 프레임은 MAC 헤더의 듀레이션 값과 PPDU 길이(PPDU length) 값을 다르게 설정함으로써, 블록 ACK 요청 프레임을 수신한 통신 노드로 하여금 ACK의 송신을 요청할 수 있다.
블록 ACK 요청 제어 필드는 통신 노드들의 ACK 송신 순서를 지정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 블록 ACK 요청 제어 필드의 일부 필드는 블록 ACK 요청 프레임을 수신하는 단말들로 하여금 ACK의 유형(예를 들어, 블록 ACK 또는 일반 ACK)를 지시하는 필드일 수 있다. 예를 들어, OCB ACK 필드의 값이 1로 설정된 경우, 통신 노드는 데이터 프레임에 대해 일반 ACK으로 응답할 수 있으며, OCB 블록 ACK 필드의 값이 1로 설정된 경우, 통신 노드는 데이터 프레임에 대해 블록 ACK로 응답할 수 있다. 블록 ACK 요청 제어 필드는 블록 ACK 요청 프레임을 수신할 통신 노드들의 개수를 지시할 수 있다.
블록 ACK 요청 정보(BAR information) 필드는 블록 ACK의 송신을 요청하고자 하는 통신 노드들에 관한 정보를 포함할 수 있다. 블록 ACK의 송신을 요청하고자 하는 통신 노드들의 수는 가변적으로 설정될 수 있다. 블록 ACK 요청 정보 필드의 최초 2 비트는 STA 주소의 길이를 지시하는 필드일 수 있다. STA 주소의 길이를 지시하는 비트는 풀(full), 미디엄(medium) 및 쇼트(short) 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 예를 들어, 블록 ACK 요청 정보의 최초 2 비트가 쇼트를 지시하는 경우, 각각의 STA 어드레스 필드는 12 비트를 사용할 수 있다. 또는 블록 ACK 요청 정보의 최초 2 비트가 미디엄을 지시하는 경우, STA 어드레스 필드는 24 비트를 사용할 수 있다. 그리고 블록 ACK 요청 정보의 최초 2 비트가 풀을 지시하는 경우, 각각의 어드레스 비트는 48비트를 사용할 수 있다.
도 32는 PPDU(PLCP protocol data unit) 프레임 필드 포맷의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 32를 참조하면, PPDU는 10MHz 대역에서 송수신될 수 있으며, 다른 실시예에 따르면, PPDU는 20MHz 대역에서 송수신될 수 있다. PPDU는　리거시 프리앰블(legacy preamble) 및 NGV 프리앰블(NGV preamble)을 포함할 수 있다. 리거시 프리앰블은 L-STF(Legacy Short Training Field), L-LTF(Legacy Long Training Field) 및 L-SIG(Legacy Signal Field)를 포함할 수 있다. L-STF(및 L-LTF)는 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(automatic gain control) 제어를 위한 정보를 포함하는 필드일 수 있으며, 동기 신호 또는 동기 채널로 지칭될 수 있다. L-SIG는 프레임의 전송 레이트 및 프레임 길이 등의 정보를 포함하는 필드일 수 있다.
NGV 프리앰블은, RL-SIG(Repeated Legacy Signal Field), NGV-SIG, RNGV-SIG(repeated NGV-SIG), NGV-STF 및 NGV-LTF를 포함하고 있다. RL-SIG는 L-SIG와 동일한 데이터를 포함하는 필드일 수 있다. NGV-SIG는 NGV 통신 프레임의 전송 레이트나 프레임 길이 등의 정보를 포함하는 필드일 수 있으며, RNGV-SIG는 NGV-SIG 필드와 동일한 데이터를 포함하는 필드일 수 있다. NGV-STF(및 NGV-LTF)는 NGV 통신 프레임의 동기 획득에 필요한 정보를 포함하는 필드일 수 있다.
도 33은 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 33을 참조하면 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들은 채널 경쟁을 수행할 수 있으며, 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA 1)는 경쟁 결과 데이터 전송 기회를 획득할 수 있다. STA 1은 CTS 투 셀프 프레임을 통신 노드들로 송신할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 10MHz 단위의 서로 다른 채널을 통해 CTS 투 셀프 프레임을 송신할 수 있다.
통신 노드들은 CTS 투 셀프 프레임을 수신할 수 있다. OCB 통신을 수행하지 않는 통신 노드들(legacy & other STAs)은 수신한 CTS 투 셀프 프레임의 정보를 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 통신 노드들은 NAV 동안 별도의 프레임을 송신하지 않을 수 있다.
CTS 투 셀프 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다.
블록 ACK 요청 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 10MHz 단위의 서로 다른 채널을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다. STA 2 내지 STA 4로부터 순차적으로 ACK를 수신하고자 하는 경우, STA 1은 ACK 송수신 순서에 따라서 다른 채널을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다. 예를 들어, STA 1은 ACK를 송신할 홀수 번째 통신 노드들(예를 들어, STA 2 및 STA 4)로 주 채널(primary channel)을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 STA 1은 ACK를 송신할 짝수 번째 통신 노드들(예를 들어, STA 3)로 부 채널(secondary channel)을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다.
통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임에 의해 지시되는 바에 따라서, 순차적으로 ACK를 송신할 수 있다. 통신 노드는 블록 ACK 요청 프레임을 수신한 채널을 통해 ACK를 송신할 수 있다. 순서대로 홀수 번째 통신 노드(예를 들어, STA 2)는 주 채널을 통해 ACK를 송신할 수 있다. 그리고 짝수 번째 통신 노드(예를 들어, STA 3)는 부 채널을 통해 ACK를 송신할 수 있다. ACK를 송신할 마지막 통신 노드(예를 들어, STA 4)가 홀수 번째 통신 노드인 경우, 통신 노드는 부 채널을 통해서 동일한 ACK를 반복하여 송신할 수 있다. 또는 통신 노드는 20MHz 채널을 통해 ACK를 송신할 수 있다.
도 34는 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 34를 참조하면 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들은 채널 경쟁을 수행할 수 있으며, 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA 1)는 경쟁 결과 데이터 전송 기회를 획득할 수 있다. STA 1은 CTS 투 셀프 프레임을 통신 노드들로 송신할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 10MHz 단위의 서로 다른 채널을 통해 동일한 CTS 투 셀프 프레임을 반복하여 송신할 수 있다. 즉, STA 1은 주 채널을 통해 CTS 투 셀프 프레임을 송신할 수 있으며, 부 채널을 통해 CTS 투 셀프 프레임을 중복하여 전송할 수 있다.
통신 노드들은 CTS 투 셀프 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 서로 다른 10MHz 채널을 통해 동일한 CTS 투 셀프 프레임을 수신할 수 있으며, 서로 다른 채널을 통해 수신된 프레임을 물리 계층 상에서 조합(combining)하여 디코딩할 수 있다. OCB 통신을 수행하지 않는 통신 노드들(legacy & other STAs)은 수신한 CTS 투 셀프 프레임의 정보를 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 통신 노드들은 NAV 동안 별도의 프레임을 송신하지 않을 수 있다.
CTS 투 셀프 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다. 블록 ACK 요청 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 10MHz 단위의 서로 다른 채널을 통해 동일한 블록 ACK 요청 프레임을 중복하여 전송할 수 있다. 즉, STA 1은 주 채널을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있으며, 부 채널을 통해 동일한 블록 ACK 요청 프레임을 중복하여 전송할 수 있다.
통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임에 의해 지시되는 바에 따라서, 순차적으로 ACK를 송신할 수 있다. 통신 노드들은 10MHz 단위의 서로 다른 채널을 통해 동일한 ACK를 중복하여 전송할 수 있다. 즉, STA 1은 주 채널을 통해 ACK를 송신할 수 있으며, 부 채널을 통해 동일한 ACK를 중복하여 전송할 수 있다.
도 35는 20MHz 대역을 통해 ACK를 송신하는 통신 노드들의 동작의 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 35를 참조하면 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들은 채널 경쟁을 수행할 수 있으며, 통신 노드들 중 하나의 통신 노드(예를 들어, STA 1)는 경쟁 결과 데이터 전송 기회를 획득할 수 있다. STA 1은 CTS 투 셀프 프레임을 통신 노드들로 송신할 수 있다. CTS 투 셀프 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 20MHz 채널을 통해 CTS 투 셀프 프레임을 송신할 수 있다.
통신 노드들은 CTS 투 셀프 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 20MHz 채널을 통해 CTS 투 셀프 프레임을 수신할 수 있다. OCB 통신을 수행하지 않는 통신 노드들(legacy & other STAs)은 수신한 CTS 투 셀프 프레임의 정보를 기초로 NAV를 설정할 수 있다. 통신 노드들은 NAV 동안 별도의 프레임을 송신하지 않을 수 있다.
CTS 투 셀프 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 데이터 프레임을 송신한 시점으로부터 미리 설정된 IFS(예를 들어, SIFS)가 경과한 이후, STA 1은 OCB 통신을 수행하는 통신 노드들로 블록 ACK 요청 프레임을 송신할 수 있다. 블록 ACK 요청 프레임을 송신함에 있어, STA 1은 20MHz 채널을 통해 블록 ACK 요청 프레임을 전송할 수 있다.
통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임을 수신할 수 있다. 통신 노드들은 블록 ACK 요청 프레임에 의해 지시되는 바에 따라서, 순차적으로 ACK를 송신할 수 있다. 통신 노드들은 20MHz 채널을 통해 ACK를 전송할 수 있다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬, 램, 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들을 포함하는 데이터 전송 구간의 설정 정보를 포함하는 제1 프레임을 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 및
    상기 데이터 전송 구간 동안 상기 복수의 통신 노드들 중 하나 이상의 통신 노드들로부터 제2 데이터 프레임(들)을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 프레임은,
    상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자(들) 및 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV(network allocation vector)를 설정하기 위한 정보를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  2. 청구항 1에 있어,
    상기 제1 프레임의 전송 이전에,
    상기 제1 프레임의 송신이 예정되어 있음을 지시하는 정보를 포함하는 트리거 지시 프레임을 상기 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계를 더 포함하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  3. 청구항 2에 있어,
    상기 트리거 지시 프레임과 상기 제1 프레임 간의 간격은,
    SIFS(short inter-frame space) 또는 RIFS(reduced inter-frame space)인 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  4. 청구항 2에 있어,
    상기 트리거 지시 프레임은,
    상기 제1 프레임의 전송 구간 및 상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자(들)을 포함하고,
    상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV를 설정하기 위한 정보를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  5. 청구항 2에 있어,
    상기 제1 프레임은,
    상기 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답을 요청하는 정보를 더 포함하고,
    상기 제2 데이터 프레임(들) 각각은, 상기 하나 이상의 통신 노드들 각각의 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  6. 청구항 5에 있어,
    상기 트리거 지시 프레임에 대한 수신 응답을 요청하는 정보는,
    상기 제1 프레임의 MAC(media access control) 헤더(header)의 듀레이션(duration) 필드가 지시하는 시점과 PPDU 길이(PPDU length) 필드가 지시하는 시점의 차이를 통해 수신 응답을 요청하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  7. 청구항 2에 있어,
    상기 제2 데이터 프레임들을 수신하는 단계 이후,
    상기 하나 이상의 통신 노드들 중 적어도 하나의 통신 노드로부터 상기 제2 데이터 프레임(들)을 수신하지 않은 경우,
    상기 트리거 지시 프레임을 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 재송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  8. 청구항 1에 있어,
    상기 제1 프레임은,
    상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들의 수, 상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들을 지시하는 정보 및 상기 적어도 하나 이상의 프레임 전송 구간들 간의 간격에 관한 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  9. 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    제1 프레임을 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계;
    상기 제1 프레임에 대한 수신 응답 프레임의 전송을 요청하는 정보 및 상기 복수의 통신 노드들 중에서 상기 수신 응답 프레임을 전송할 하나 이상의 통신 노드들 각각의 식별자를 포함하는 수신 응답 요청 프레임을 상기 복수의 통신 노드들에 전송하는 단계; 및
    상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 상기 수신 응답 프레임(들)을 수신하는 단계를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  10. 청구항 9에 있어,
    상기 수신 응답 요청 프레임은,
    상기 하나 이상의 통신 노드들 각각이 상기 수신 응답 프레임을 전송하는 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프레임 전송 구간들은 SIFS(short inter-frame space) 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  11. 청구항 10에 있어,
    상기 수신 응답 요청 프레임은,
    상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 상기 수신 응답 프레임을 수신하는 순서를 지시하며,
    상기 수신 응답 요청 프레임에 의해 지시되는 순서에 따라서, 상기 수신 응답 프레임은 상기 하나 이상의 통신 노드들로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  12. 청구항 9에 있어,
    상기 제1 프레임은,
    상기 복수의 통신 노드들을 지시하는 식별자(들) 및 상기 복수의 통신 노드들을 제외한 통신 노드들에 대한 NAV(network allocation vector)를 설정을 위한 정보를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  13. 청구항 9에 있어,
    상기 제1 프레임을 전송하기 이전에,
    CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임을 상기 복수의 통신 노드들로 송신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 CTS-to-self 프레임은,
    상기 제1 프레임을 전송하는 구간 및 상기 수신 응답 프레임을 전송하는 구간에 관한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  14. 청구항 13에 있어,
    상기 CTS-to-self 프레임의 전송 전력은,
    상기 제1 통신 노드의 최대 전송 전력인 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  15. 무선 통신 네트워크에서 제1 통신 노드의 동작 방법으로서,
    제2 통신 노드로부터 제1 프레임을 수신하는 단계;
    상기 제2 통신 노드로부터 상기 제1 프레임에 대한 수신 응답 프레임의 전송을 요청하는 정보 및 상기 제2 통신 노드의 식별자를 포함하는 수신 응답 요청 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 제2 통신 노드로 상기 제1 프레임에 대한 상기 수신 응답 프레임을 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 프레임은 상기 제1 통신 노드의 식별자를 더 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  16. 청구항 15에 있어,
    상기 제1 프레임은,
    TTF(time trigger frame)이고,
    상기 TTF와 상기 수신 응답 요청 프레임 간의 간격은, SIFS(short inter-frame space) 또는 RIFS(reduced inter-frame space)인 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  17. 청구항 15에 있어,
    상기 수신 응답 요청 프레임은,
    상기 수신 응답 프레임을 송신하기 위한 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함하고,
    상기 하나 이상의 프레임 전송 구간들 간의 간격은, SIFS(short inter-frame space)인 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  18. 청구항 17에 있어,
    상기 수신 응답 요청 프레임은,
    하나 이상의 통신 노드들의 식별자와 상기 하나 이상의 전송 구간들이 맵핑된 정보를 통해 상기 수신 응답 프레임의 송신 순서를 지시하고,
    상기 수신 응답 프레임을 송신하는 단계는.
    상기 제1 통신 노드의 식별자가 지시하는 전송 구간을 통해 상기 수신 응답 프레임을 송신하는 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
  19. 청구항 15에 있어,
    상기 제1 프레임을 수신하기 이전에,
    상기 제2 통신 노드로부터 CTS(clear to send) 투 셀프(CTS-to-self) 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하고,
    상기 CTS-to-Self 프레임은,
    상기 제1 프레임을 전송하는 구간, 상기 수신 응답 프레임을 송신하기 위한 하나 이상의 프레임 전송 구간들에 관한 정보를 포함하는, 제1 통신 노드의 동작 방법.
  20. 청구항 19에 있어,
    상기 CTS-to-self 프레임의 전송 전력은,
    상기 제2 통신 노드의 최대 전송 전력인 것을 특징으로 하는 제1 통신 노드의 동작 방법.
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