WO2011132873A2 - 무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치 - Google Patents

무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치 Download PDF

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WO2011132873A2
WO2011132873A2 PCT/KR2011/002506 KR2011002506W WO2011132873A2 WO 2011132873 A2 WO2011132873 A2 WO 2011132873A2 KR 2011002506 W KR2011002506 W KR 2011002506W WO 2011132873 A2 WO2011132873 A2 WO 2011132873A2
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channel
enablement
station
white space
wireless lan
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송재형
곽경철
최인환
오항석
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/38—TPC being performed in particular situations
    • H04W52/50—TPC being performed in particular situations at the moment of starting communication in a multiple access environment

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system using a TV white space, and more particularly, to a method of performing an enablement process in a wireless LAN system.
  • the television broadcasting service is moving from analog broadcasting to digital broadcasting. This is because digital broadcasting can provide high quality video and two-way services and use spectrum more efficiently.
  • some of the frequency bands allocated for the conventional analog broadcasting can be provided as an idle frequency band that can be used by anyone.
  • An unlicensed device using the idle frequency band can be provided. It may be possible to send and receive signals.
  • An object of the present invention is to provide an enablement method capable of effectively preventing interference with an authorized user in a WLAN system using a TV white space and a WLAN communication apparatus using the same.
  • a network white space WLAN system including an AP managing a wireless network and at least one station connected to the AP is intended to start a network operation with the AP.
  • the WLAN communication apparatus receives information indicating whether an authorized user exists in a channel adjacent to an operation channel from an AP, and receives an enablement request signal for starting a network operation with the AP. Transmitting and receiving unit for transmitting to the AP; And a control unit adjusting a transmission power of the enablement request signal according to the information received from the AP.
  • a signal to be transmitted / received in an enablement process exists in an adjacent channel by a station trying to start network operation adjusts a transmission power of an enablement request signal according to adjacent channel information received from an AP. It may be to prevent interference with the licensed user (licensed user).
  • an enablement process for the TV white space channel using a band other than the TV white space such as 2.4 GHz, the presence of an authorized user on the TV white space channel is checked. It can be performed concurrently with the enablement process, thereby reducing the waiting time until a new station starts network operation with the AP.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a channel map indicating a band in which a WLAN communication apparatus may operate.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating embodiments of a method of defining a TV white space channel.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a method of limiting a maximum transmission power according to whether a user who is authorized in an adjacent channel exists.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an embodiment of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an enablement method of a wireless LAN system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6 to 13 are diagrams for describing a first embodiment of a method of performing an enabling process of a TV white space channel.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of performing an enablement process illustrated in FIGS. 6 to 13.
  • 15 to 18 are diagrams for describing a second embodiment of a method of performing an enabling process of a TV white space channel.
  • FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of a WLAN communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the WLAN communication apparatus may transmit a signal using a TV white space frequency band.
  • the TV white space is an idle frequency band that can be used by any of the VHF (Very High Frequency, 54 MHz to 216 MHz) bands and UHF (Ultra High Frequency, 470 MHz to 806 MHz) bands allocated for conventional analog broadcasting.
  • VHF Very High Frequency
  • UHF Ultra High Frequency, 470 MHz to 806 MHz
  • the VHF and UHF frequency bands may mean an empty frequency band that is not used by a broadcaster.
  • an unlicensed user uses a frequency band that is not in use by a licensed user or licensed device among the TV white spaces. Can send and receive signals.
  • the authorized user refers to a user who is authorized to use the TV white space band and may also be referred to as a primary user or an incumbent user.
  • the authorized user may be a digital TV (DTV), an analog TV (ATV), a wireless microphone (WM), or an auxiliary service licensed for a TV service.
  • DTV digital TV
  • ATV analog TV
  • WM wireless microphone
  • FIG. 1 illustrates an example of a channel map indicating a band in which a WLAN communication apparatus may operate, and illustrates a channel map according to the regulations of the Federal Communications Commission (FCC).
  • FCC Federal Communications Commission
  • the device may operate by transmitting and receiving signals using the TV channel.
  • the communication device using the TV white space as described above in order to transmit and receive a signal using a specific channel, whether the corresponding frequency band is idle, for example, whether there is an authorized user occupying the frequency band. Confirmation may be required.
  • an unlicensed device that wants to use a specific TV white space channel may perform spectrum sensing on a corresponding frequency band for a predetermined time to check whether an authorized user exists.
  • the spectrum sensing determines whether a signal having a strength greater than or equal to a predetermined reference value exists in a TV white space channel to be used.
  • the unlicensed device uses the channel. Cannot communicate.
  • Criteria for how to check the idle state of the frequency band as described above may vary depending on the country or region, for example, the unlicensed device to use the TV white space, the Federal Communications Commission, It may be required to check for the existence of an authorized user in accordance with the criteria set out in the FCC).
  • TV channels may use a bandwidth of 6MHz, 7MHz or 8MHz, depending on region or country. Can be.
  • FIG. 2 illustrates embodiments of a method of defining a TV white space channel, and shows two methods of defining 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz, and 40 MHz channels in a TV white space band allocated in units of 6 MHz.
  • the first channel definition method corresponds to the center frequency of the channel for each channel (5/10/20 / 40MHz) of the WLAN system, and the center frequency of the TV channel (6MHz). To be located in.
  • the second channel definition method (Channelization B) is located at the boundary of two TV channel bands in which the center frequency of the channel is continuous for each channel (5/10/20 / 40MHz) of the WLAN system. To do that.
  • the wireless LAN system can transmit and receive signals through the TV white space frequency band.
  • the WLAN communication devices belonging to the network when there is no TV signal (or TV broadcast) in a channel adjacent to a currently operating channel, the WLAN communication devices belonging to the network are It can operate with a transmit power of up to 100 kW.
  • the WLAN communication devices belonging to the network can operate with a transmission power of up to 40 kW.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a method of limiting a maximum transmission power depending on whether an authorized user exists in an adjacent channel.
  • the WLAN communication apparatuses operating in channel 22 transmit a signal with a maximum transmit power of 100 kHz. can do.
  • the maximum transmission power of the WLAN communication apparatuses operating in the channel 21 or channel 23 is 40 kW. May be limited.
  • the channel Wireless LAN communication devices operating in the 40 can transmit a signal with a maximum transmit power of 100 kHz.
  • FIG. 3 illustrates that the wireless microphone signal is allocated to channel 39 and channel 41
  • the present invention is not limited thereto.
  • channels 39 and 41 are allocated to the wireless microphone signal. It may be changed to other channels.
  • the maximum transmission power values that is, 100 kHz or 40 kHz that are limited by the WLAN communication apparatuses operating in the TV white space depending on whether a TV signal exists in an adjacent channel, is only one embodiment of the present invention.
  • the transmit power values can be set to different values depending on the country or region or upon changes in the FCC regulations.
  • the WLAN communication apparatus operating in the TV white space must recognize in advance the maximum power that can be transmitted in the channel in which it operates or the channel to be moved.
  • a user authorized to a channel adjacent to an operation channel for example, a TV
  • a WLAN communication apparatus using a TV white space to identify a maximum transmission power capable of transmitting a signal.
  • Table 1 below shows an embodiment of behavior limits sets applied to the WLAN communication apparatus.
  • CCA-EDBehavior CCA shall also detect a medium busy condition when CCAEnergyDetect detects a channel busy condition.
  • 16 DFS_50_100_Behavior A station operating in a band where radiolocation radar is primary, and station operation has in-service monitoring requirements for 50-100 ⁇ s radar pulses.
  • 17 TVWSNonAdjacent ChannelBehavior A station operating in a TVWS band where broadcast TV operation is primary, and there is no broadcast TV operation in any of adjacent channels to the TVWS channel on which the station is operating , and station operation has geolocation database and in-service monitoring requirements. When operating in TVWS, channel numbers are assigned in regulation.
  • TVWSAdjacent ChannelBehavior A station operating in a TVWS band where broadcast TV operation is primary, and there is a broadcast TV operation in an adjacent channel to the TVWS channel on which the station is operating , and station operation has geolocation database and in-service monitoring requirements. When operating in TVWS, channel numbers are assigned in regulation. 19-255 Reserved
  • two behavior restriction sets defined according to whether a TV broadcast signal is present in an adjacent channel are encoded values "17. Newly assigned to "and" 18 ".
  • the "TVWSNonAdjacentChannelBehavior” represents a behavior limit when no TV broadcast signal exists in channels adjacent to an operation channel of a WLAN communication apparatus using a TV white space.
  • the "TVWSAdjacentChannelBehavior” indicates a behavior limit when the TV broadcast signal is present in channels adjacent to the operation channel of the WLAN communication apparatus using the TV white space.
  • the behavior restriction set is designated as the "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"
  • TVWSNonAdjacentChannelBehavior it means that there is no TV broadcast signal that is an authorized user in a channel adjacent to an operation channel of the corresponding network, and accordingly, WLAN communication belonging to the network
  • the device can transmit a signal with a maximum transmit power of 100 Hz.
  • the behavior limit set is set to the "TVWSAdjacentChannelBehavior"
  • TVWSAdjacentChannelBehavior it means that there is a TV broadcast signal that is a user authorized to the channel adjacent to the operation channel of the network, and accordingly the maximum transmission of the wireless LAN communication apparatus belonging to the network
  • the power can be limited to 40 kW.
  • Table 2 below shows an embodiment of operating classes defining operating characteristics of the WLAN communication apparatus.
  • operation classes "1-15” and “22-33" are defined in the IEEE 802.11 standard, and a detailed description thereof will be omitted below.
  • the operation class represents an index of a set of values for a radio operation in a wireless LAN system, and the values for the wireless operation are channel starting frequency, channel spacing, and channel set. (Channel set) and Behavior limits set.
  • the channel starting frequency refers to a frequency used together with a channel number to calculate a channel center frequency.
  • the channel starting frequency includes “Center on center” and “Center on”. lower bound "may exist.
  • the channel spacing represents the spacing between adjacent channel center frequencies that do not overlap when using the maximum bandwidth allowed in the corresponding operation class.
  • the channel spacing may be set to 5 MHz, 10 MHz, 20 MHz, or 40 MHz as described with reference to FIG. 2, and the channel spacing may be selected depending on idle states of frequency bands adjacent to the TV white space channel to be operated. Can be used as
  • the channel set represents a set of channel numbers, and the channel number may be determined according to a regulation defined for each country.
  • the behavior limit set may include one or more of the behavior limit sets described with reference to Table 1 above.
  • the newly defined operating classes of "34" to "53” may be classified into two types according to channel starting frequency.
  • the 20 operating classes include 10 operating classes having a channel start frequency of "Center on center” and 10 operating classes having a channel starting frequency of "Center on lower bound”. It can be divided into.
  • the "Center on center” refers to a channel definition method of placing a center frequency of a TV white space channel in which a WLAN system operates at a center frequency of a TV channel.
  • the "Center on lower bound” is according to a channel definition in which the center frequency of the TV white space channel in which the WLAN system operates is located at a boundary between two consecutive TV channels.
  • operation classes classified according to channel start frequencies may be further classified into four types according to channel spacing.
  • the ten operating classes with a channel start frequency of "Center on center” are four operating classes with a channel spacing of "40 MHz” and two operating classes with a channel spacing of "20 MHz.” For example, it may be divided into two operating classes having a channel interval of "10 MHz” and two operating classes having a channel interval of "5 MHz”.
  • operation classes classified according to the channel interval may be divided into two again according to a behavior restriction set.
  • the action classes may be distinguished according to whether the behavior limit set is any of "TVWSAdjacentChannelBehavior” and “TVWSNonAdjacentChannelBehavior” defined in Table 1.
  • TVWSNonAdjacentChannelBehavior represents a behavior limit when no TV broadcast signal exists in channels adjacent to an operation channel of a WLAN communication apparatus using a TV white space
  • TVWSAdjacentChannelBehavior refers to the adjacent channels. It means the behavior limit when the TV broadcast signal is present.
  • the operation classes may be further divided into two operation classes according to whether the behavior limit set is "PrimaryChannelLowerBehavior” or “PrimaryChannelUpperBehavior”.
  • PrimaryChannelLowerBehavior and “PrimaryChannelUpperBehavior” are behavior restriction sets indicating which part of the channel is used for transmission.
  • a channel having a channel spacing of 40 MHz may be divided into an upper channel and a lower channel of 20 MHz, respectively, and any one of the upper channel and the lower channel. May be set as a primary channel and the other may be set as a secondary channel.
  • the "PrimaryChannelLowerBehavior” indicates that the lower channel is the primary channel and the upper channel is the secondary channel
  • the "PrimaryChannelUpperBehavior” indicates that the upper channel is the primary channel and the lower channel is the secondary channel. It may indicate that the channel.
  • a wireless LAN communication device operating in a TV white space using the operating classes defined as described above and a channel number allows a frequency band of an operating channel and a license of an adjacent channel.
  • the presence or absence of a user and the limitation of the maximum transmission power can be identified.
  • WLAN system 4 illustrates an embodiment of a configuration of a WLAN system, and the illustrated WLAN system may include an access point (AP) and a station (Station, STA).
  • AP access point
  • STA station
  • the WLAN system 100 may include a basic service set (hereinafter, referred to as a 'BSS') that is a network using a TV white space frequency band.
  • a 'BSS' a basic service set that is a network using a TV white space frequency band.
  • the BSS may include an access point (AP) station coordinating a corresponding wireless network and at least one non-AP station associated with and operated with the AP station.
  • AP access point
  • the access point (AP) station will be referred to as an 'AP' 110 and the non-AP station will be referred to as a 'station (STA)' 120.
  • the BSS is a set of stations capable of performing communication while successfully synchronizing, and is not a concept indicating a specific area.
  • AP 110 is a functional medium that provides access to a distributed system via a wireless medium for stations (STAs) coupled to a corresponding BSS.
  • STAs stations
  • BSS communication between stations (STAs) is performed via the AP in principle.
  • STAs stations
  • STAs direct communication between stations (STAs) may be possible.
  • the AP 110 may be referred to as a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller in addition to a name of an access point.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • the station (STA) 120 may include a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user terminal (User Equipment, UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal. ), Or another name such as a Mobile Subscriber Unit.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE User Equipment
  • MS mobile station
  • a mobile terminal Or another name such as a Mobile Subscriber Unit.
  • the WLAN system may further include a distribution system (not shown).
  • the distributed system is a mechanism for one AP to communicate with another AP, which does not necessarily need to be a network, and there is no limitation on its form as long as it can provide a predetermined distributed service defined in the IEEE 802.11 standard.
  • the distributed system may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • the AP 110 may refer to an enabling station defined in the IEEE 802.11y standard, and the enabling station may be a different dependent station. It may be defined as a registered STA having a right to control when or how it can operate.
  • the station 120 may mean a dependent station defined in the IEEE 802.11y standard, and the dependent station may be operated by the messages received from the enabling station. parameters) may be defined as an unregistered station to which it is indicated.
  • the enabling station is under its control an enabling process that permits and directs operating procedures for a dependent station that wishes to start network operation, e.g. a dynamic station enabling defined in the IEEE 802.11y standard.
  • the DSE process may be performed.
  • the station 120 may start a network operation with the AP 110 to transmit a signal through the TV white space channel.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an enablement method of a WLAN system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • a station intending to start a network operation receives information indicating whether an authorized user exists in a channel adjacent to an operation channel of a current network from an AP (S200).
  • the AP may transmit a beacon frame including information on whether there is a TV broadcast signal that is an authorized user in the adjacent channel.
  • the beacon frame is a signal that is periodically transmitted to all or some devices belonging to the network in order to deliver network status information to other devices in the network, and the AP periodically configures the channel usage status information that it knows as a beacon frame. Can be broadcast.
  • the station may acquire information on whether a TV broadcast signal exists in an adjacent channel using a beacon frame broadcast from the AP.
  • the station adjusts the signal transmission power according to the information received in step S200 and requests an enablement from the AP (step S210).
  • the station when the information received from the AP indicates that a TV broadcast signal exists in an adjacent channel, the station reduces the maximum transmission power to enable the AP as compared to when the TV broadcast signal exists in the adjacent channel.
  • the request signal can be transmitted.
  • the station sets the maximum transmission power of the enablement request signal to 100 mW when there is no TV broadcast signal in an adjacent channel, and sets the maximum transmission power to 40 mW when a TV broadcast signal is present in an adjacent channel. Can be reduced.
  • the signal transmitted and received in the enablement process interferes with authorized users, such as TV broadcast signals, present in the adjacent channel. Can be prevented.
  • the AP 110 adjusting the TV white space WLAN system 100 includes information on whether a user, for example, a TV broadcast signal, exists in a channel adjacent to a current operation channel.
  • the beacon frame can be sent out so that surrounding stations can receive it.
  • the new dependent station 130 coming into coverage of the AP 110 receives the beacon frame transmitted from the AP 110, and uses the received beacon frame to be a user authorized to an adjacent channel. It is possible to identify whether a TV broadcast signal exists.
  • the beacon frame 300 transmitted from the AP 110 may include a "registered location element” 310 (hereinafter, "RegLoc Element"), and the RegLoc Element 310 may correspond to an "Element ID”.
  • the "Element ID” field 311 may indicate an identifier (ID) of the corresponding information element, and the "Length” field 312 may indicate the length of the corresponding information element.
  • the "DSE Registered Location element body fields" field 313 may include location configuration information (LCI) for enabling such as latitude, longitude, and altitude information. Can be.
  • LCI location configuration information
  • the information on whether the TV broadcast signal is present in the adjacent channel is a RegLoc Element 310 of the beacon frame 300, more specifically, the "DSE Registered Location” in the RegLoc Element 310. element body fields "field 313 to be sent.
  • the "DSE Registered Location element body fields” field 313 may include a "Latitude Resolution” field, a “Latitude Fraction” field, and a “Latitude Integer” field as latitude information.
  • the "DSE Registered Location element body fields” field 313 may include a "Longitude Resolution” field, a “Longitude Fraction” field, and a “Longitude Integer” field as longitude information.
  • the "DSE Registered Location element body fields” field 313 may include an "Altitude Type” field, an "Altitude Resolution” field, an "Altitude Fraction” field, and an "Altitude Integer” field as altitude information.
  • the "Datum” field is a value encoding the horizontal and vertical references used for the coordinates given in the corresponding location configuration information (LCI), it may have a value of 3-bit.
  • the "RegLoc Agreement” field is a bit set to "1" to indicate that the station operates within the national policy area or international agreement area near the border. Is set to "0".
  • the "RegLoc DSE” field is a bit set to "1" to indicate that the enabling station AP 110 is enabling the operation of other stations, otherwise it is set to "0".
  • the "Dependent STA” field is a bit set to "1" to indicate that the station is performing an enablement process with the AP 110 to which location configuration information (LCI) is being transmitted. Otherwise, "0" Is set.
  • the “Dependent Enablement Identifier” field is a value assigned by the AP 110 to identify an enablement process to be performed, through an enablement frame transmitted from the AP 110 to perform the enablement. It can be delivered to the dependency station.
  • the configuration of the beacon frame 300, the RegLoc Element 310, and the “DSE Registered Location element body fields” field 313 as described above with reference to FIGS. 7 and 8 may be the same as defined in the IEEE 802.11y standard. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
  • the "DSE Registered Location element body fields" field 313 inside the RegLoc Element 310 included in the beacon frame 300 and transmitted is "Operating Class". It may include a "field” and a "Channel Number” field.
  • the "Operating Class" field may designate any one of the operation classes as described with reference to Table 2 and accordingly, may indicate whether there is a TV broadcast signal that is a permitted user in a channel adjacent to the current operation channel. .
  • VWSAdjacentChannelBehavior is defined by whether the operation class is defined according to whether a TV broadcast signal exists in an adjacent channel, together with information on channel starting frequency, channel spacing, and channel set. This is because it includes a behavior limits set of either "" or "TVWSNonAdjacentChannelBehavior".
  • the "Channel Number” field indicates the number of the current operating channel.
  • the beacon frame is received.
  • the station 130 is an operating channel of channel "22" having a channel start frequency of "Center on center” and a channel spacing of 5 MHz, and the maximum transmission power of 100 mW is achieved because there is no TV broadcast signal which is a licensed user in the adjacent channel. It can be identified that it can operate.
  • the station 130 is a station that has not yet been associated with the AP 110.
  • an enablement process for the TV white space channel is performed between the AP 110 and the AP 110. Should be performed.
  • the station 130 Before transmitting a signal, the station 130 needs to perform a channel availability check for checking whether an authorized user exists for a predetermined time for the TV white space channel to be operated. Can be.
  • the station 130 identifies an operating channel of the TV white space WLAN system 100 using a beacon frame received from the AP 110, and performs a channel for 30 seconds with respect to the identified operating channel. A channel availability check may be performed.
  • the station 130 may not use the channel.
  • the execution time or method of performing the channel availability check may be different for each country or region, and the channel availability check process as described with reference to FIG. 9 may be omitted.
  • the AP 110 and the station 130 may perform an enablement process on the TV white space channel.
  • the dependent station 130 which intends to start a network operation with the AP 110, may transmit a “DSE Enablement Request” frame, which is an enablement request signal, to the AP 110, which is an enabling station. have.
  • the AP 110 may transmit an "DSE Enablement Response” frame, which is an enablement response signal, to the station 130 in response to the "DSE Enablement Request” frame received from the station 130.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of a configuration of the “DSE Enablement Request” frame and the “DSE Enablement Response” frame, and illustrates a format of a DSE enablement frame defined in the IEEE 802.11y standard. will be.
  • the DSE enablement frame 400 includes a "Category” field 410, an “Action” field 420, a “RequesterSTA Address” field 430, a “ResponderSTA Address” field 440, and " Reason Result Code "field 450 and" Enablement Identifier "field 460 may be configured.
  • Category field 410 represents a category of the corresponding frame.
  • the "Action” field 420 indicates the operation of the corresponding frame.
  • the DSE enablement frame 400 may have a value of the "Action” field 420 set to "1".
  • the "RequesterSTA Address” field 430 indicates the MAC address of the station requesting the enablement
  • the "ResponderSTA Address” field 440 indicates the MAC address of the station accepting the enablement.
  • the "Reason Result Code" field 450 is used to indicate why the corresponding DSE enablement frame 400 is generated, and any one of the field values shown in FIG. 12 may be assigned according to the generation reason. .
  • the station 130 requesting the enablement designates the value of the "Reason Result Code” field 450 as "2", thereby enabling the enablement using the "DSE Enablement Request” frame 400.
  • the request signal may be transmitted to the AP 110.
  • the AP 110 designates the value of the “Reason Result Code” field 450 as one of “4” to “7” according to whether or not the enablement requested from the station 130 is successful or the cause of failure.
  • the enablement response signal may be transmitted to the AP 110 using the “DSE Enablement Request” frame 400.
  • the station 130 May recognize that the enablement process was successful.
  • the station 130 does not have a valid parameter ( invalid) value to recognize that the enablement process was not successful.
  • the station 130 and the AP 110 may perform the DSE enablement process by transmitting and receiving the enablement frames, that is, the “DSE Enablement Request” frame and the “DSE Enablement Response” frame to each other. Since the specific method of the enablement process may be the same as defined in the IEEE 802.11y standard, a detailed description thereof will be omitted.
  • the station 130 is associated with the AP 110 to perform network operation with the AP 110 through the TV white space channel. You can start
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of performing an enablement process described with reference to FIGS. 6 to 13.
  • a station 130 that wants to start a network operation with the AP 110 receives a beacon frame transmitted from the AP 110 (operation S500), and operates an operating class from the received beacon frame. ) And the channel number (Channel Nummber) are parsed (S510 and S520).
  • the beacon frame received from the AP 110 may include a "RegLoc Element” having an "Operating Class” field and a "Channel Number” field, and the station 130 parses the beacon frame.
  • the class and channel number may be used to identify whether an authorized user (eg, a TV broadcast signal) exists in an operation channel and an adjacent channel.
  • the station 130 checks whether there is an authorized user in the identified operation channel for 30 seconds (step S530).
  • the station 130 checks whether the operation class parsed in step S510 specifies “TVWSAdjacentChannelBehavior” as the behavior restriction set (step S540).
  • the operation class designates "TVWSAdjacentChannelBehavior"
  • the station 130 sets the maximum signal transmission power to 40 mW (step S550).
  • Step S560 when the operation class specifies "TVWSNonAdjacentChannelBehavior", it means that there is no TV broadcast signal that is an authorized user in a channel adjacent to the operation channel, so the station 130 sets the maximum signal transmission power to 100 mW. (Step S560).
  • the station 130 After setting the maximum signal transmission power according to the operation class as described above, the station 130 performs the DSE enablement process on the TV white space channel (step S570).
  • the station 130 may transmit the enablement request signal as described above with reference to FIGS. 10 to 12 with a transmission power of 100 kHz or less.
  • the station 130 may transmit to the AP 110 by adjusting the transmission power of the enablement request signal to 40mW or less.
  • the station 130 When the enablement process is completed, the station 130 performs a network operation with the AP 110 using the TV white space channel, which is the operation channel, and transmits and receives a signal (S580).
  • the AP and the station when the AP and the station can communicate using not only the TV white space but also other external frequency bands (for example, 2.4 GHz, 5 GHz, and cellular bands),
  • the enablement process between the AP and the station as described above may be performed using the external frequency band rather than the TV white space channel.
  • FIGS. 15 to 18 illustrate another embodiment of a method for performing an enablement process for a TV white space channel
  • FIGS. 6 to 13 of the enablement process illustrated in FIGS. 15 to 18 are illustrated. Description of the same as described with reference to will be omitted below.
  • the WLAN system 600 may configure a network (TVWS W-LAN) using a TV white space channel and a network (2.4 GHz W-LAN) using a channel of a 2.4 GHz band.
  • a network TVWS W-LAN
  • 2.4 GHz W-LAN 2.4 GHz W-LAN
  • the AP 610 adjusting the WLAN system 600 may operate with other stations 130 in the 2.4 GHz band as well as the TV white space channel (for example, channel 22). .
  • the station 620 may receive a beacon frame transmitted from the AP 610.
  • the station 620 can operate in the 2.4 GHz band as well as the TV white space channel.
  • the AP 610 may broadcast the beacon frame having the configuration as described with reference to FIGS. 7 and 8 through a channel of the 2.4 GHz band, and the station 620 may also broadcast from the AP 610. Beacon frame can be received through the channel of the 2.4GHz band.
  • the station 620 parses an operation class and a channel number from the beacon frame received through the channel of the 2.4 GHz band, and accordingly there is an authorized user (eg, a TV broadcast signal) on the operation channel and the adjacent channel. Whether or not can be identified.
  • an authorized user eg, a TV broadcast signal
  • the station 620 uses the beacon frame received from the AP 610 to identify the currently operating TV white space channel, and checks the channel availability check for 30 seconds for the identified TV white space channel. ) Can be performed.
  • the station 620 performs the availability check for the TV white space channel and simultaneously uses the channel of the 2.4GHz band. An enablement process with the AP 610 may be performed.
  • the enablement process performed using the channel of the 2.4 GHz band may be the same as the method described with reference to FIGS. 10 to 12 or the DSE enablement process defined in the IEEE 802.11y standard.
  • the station 620 is associated with the AP 610 to perform network operation with the AP 610 through the TV white space channel. You can start
  • the availability check and the enablement process for the TV white space channel are performed at the same time, so that the user consumed until the station 620 starts network operation with the AP 610. Waiting time can be reduced.
  • the AP 610 and the station 620 may operate in the 2.4 GHz band in addition to the TV white space channel.
  • the method described with reference to FIGS. 15 to 18 is a 5 GHz band in addition to the 2.4 GHz band.
  • a band where no channel availability check is required such as a cellular band.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating a method of performing an enablement process described with reference to FIGS. 15 to 18.
  • the station 620 that wants to start network operation with the AP 610 receives a beacon frame transmitted from the AP 610 through a 2.4 GHz band (step S700), and receives the beacon frame from the received beacon frame.
  • the operating class and the channel number are parsed (S710 and S720).
  • the beacon frame received from the AP 610 may include a "RegLoc Element” having an "Operating Class” field and a "Channel Number” field, and the station 620 parses an operation from the beacon frame.
  • the class and channel number may be used to identify whether an authorized user (eg, a TV broadcast signal) exists in an operation channel and an adjacent channel.
  • the station 620 checks for 30 seconds whether an authorized user exists in the identified TV white space channel, and uses the channel in the 2.4 GHz band for the TV white space channel while the inspection is performed. Perform the enablement process (step S730).
  • the station 620 checks whether the operation class specifies "TVWSAdjacentChannelBehavior" (step S740).
  • the station 620 sets the maximum signal transmission power to 40 mW (step S750), and if the "TVWSNonAdjacentChannelBehavior" specifies the maximum signal transmission power to 100 mW (S760). step).
  • the station 620 After the maximum signal transmission power is set, the station 620 performs a network operation with the AP 610 using the TV white space channel to transmit and receive a signal (S770).
  • the station 620 may adjust the transmission power of the corresponding signal not to exceed the set maximum signal transmission power.
  • the WLAN communication apparatus may be configured to perform at least one of the functions of the AP and the station as described with reference to FIGS. 1 to 19.
  • FIG. 20 is a block diagram illustrating a configuration of a WLAN communication apparatus according to an embodiment of the present invention, and the WLAN communication apparatus may include at least one configuration of the AP 800 and the station 850 shown.
  • the AP 800 includes a controller 805, an RF transceiver 810, a PHY unit 815, a MAC unit 820, a channel manager 825, an IP protocol unit 830, and location identification. It may be configured to include a portion 835.
  • the station 850 may include a controller 855, an RF transceiver 860, a PHY unit 875, and a MAC unit 870.
  • AP 800 and the station 850 components commonly included in the AP 800 and the station 850 will be described together. However, the common components may also have different functions or configurations depending on whether the AP 800 or the station 850 is provided.
  • the RF transceiver 810 and 860 converts a signal input from the PHY units 815 and 875, which are physical layers, into an RF frequency, and then performs filtering and / or amplification to transmit the signal through an antenna.
  • the RF transceiver 810 and 860 converts the RF signal received from the antenna into a signal that can be processed by the PHY units 815 and 2275 through filtering, and outputs the signal. And a switch function for switching reception.
  • the PHY units 815 and 875 perform Forward Error Correction (FEC) encoding and modulation on data requested from the MAC units 820 and 870, which are MAC (Media Access Control) layers, and preamble and pilot ( It may perform a process such as adding a signal such as a pilot) to deliver to the RF transceiver (810, 860).
  • FEC Forward Error Correction
  • the PHY units 815 and 875 perform demodulation, equalization, and FEC decoding on the signals received through the RF transceiver units 810 and 860, and remove the added preamble and pilot signals. It may be performed to deliver to the MAC unit (820, 870).
  • the PHY units 815 and 875 may include a modulator, a demodulator, an equalizer, an FEC encoder or a FEC decoder.
  • the MAC units 820 and 870 process data transmitted from an upper layer, that is, data requested to be transmitted, and output the PHY units 815 and 875 to handle additional transmissions for data transmission. Can be.
  • the MAC units 820 and 870 process the received data input from the PHY units 815 and 875 and transfer the received data to the upper layer, and may be in charge of additional transmissions required for the data transfer.
  • the controllers 805 and 855 may control to perform functions of the RF transceivers 810 and 875, the PHY units 815 and 875, and the MAC units 820 and 870 according to control signals transmitted from an upper layer. .
  • controllers 805 and 855 provide various adjustments for smoothly controlling processing such as requests and processing time points between the RF transceivers 810 and 875, the PHY units 815 and 875, and the MAC units 820 and 870. Can perform management functions.
  • the IP protocol unit 830 processes the data input from the upper layer and transfers it to the MAC units 820 and 870, and processes the data input from the MAC units 820 and 870 and then processes the data input from the upper layer (the upper layer). Upper layer).
  • the location identifying unit 835 may perform an overall operation for identifying its own location.
  • the location information identified by the location identifying unit 835 may be referred to as described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • RegLoc Element may be included as location configuration information (LCI) for enablement.
  • the channel manager 825 accesses the geographic location database using its location information identified through the location identifier 835, and acquires a TV white space channel list available at the location.
  • the channel manager 825 may select at least one channel from the acquired TV white space channel list, and perform an operation of initiating a wireless network in the corresponding channel.
  • the wireless LAN communication apparatus may perform the enablement method according to the same embodiment of the present invention as described with reference to FIGS. 1 to 19.
  • the AP 800 may transmit information about whether an authorized user (eg, a TV broadcast signal) exists in a channel adjacent to a TV white space channel in operation through the RF transceiver 810. Broadcast in beacon frames.
  • an authorized user eg, a TV broadcast signal
  • the beacon frame transmitted from the RF transceiver 810 of the AP 800 may have a configuration as described with reference to FIGS. 7 and 8.
  • the beacon frame transmitted from the RF transceiver 810 of the AP 800 is composed of the "Element ID” field 311, the "Length” field 312 and the “DSE Registered Location element body fields” field 313 And a "DSE Registered Location element body fields” field 313 inside the RegLoc Element 310, which specifies one of the operating classes as described with reference to Table 2.
  • Field "and a" Channel Number “field indicating the number of the current operating channel.
  • the AP 800 may transmit information on whether an authorized user exists in an adjacent channel to the neighboring stations using the beacon frame.
  • the MAC unit 820 of the AP 800 receives and processes the data including the information for configuring the beacon frame from the upper layer and outputs it to the PHY unit 815, the PHY unit 815
  • the data input from the MAC unit 820 may be processed to configure a transmission request beacon frame, and then transferred to the RF transceiver 810.
  • controller 805 of the AP 800 may control the RF transceiver 810, the PHY unit 815, and the MAC unit 820 to broadcast the beacon frame according to a control signal transmitted from a higher layer. have.
  • the RF transceiver 860 of the station 850 receives the beacon frame broadcast from the AP 800, and the controller 855 transmits the maximum signal according to the adjacent channel information parsed from the received beacon frame. You can set the power.
  • the PHY unit 875 of the station 850 processes and transmits the beacon frame received through the RF transceiver 860 to the MAC unit 870, and the MAC unit 870 is the PHY unit 875.
  • the received data input from) may be processed to transmit information included in the beacon frame to a higher layer.
  • control unit 855 of the station 850 may identify the operation class of the current operation channel using the beacon frame received from the AP 800, and the operation class designates "TVWSAdjacentChannelBehavior" as a behavior restriction set. If so, the maximum signal transmit power can be set to 40 kHz.
  • control unit 855 of the station 800 may set the maximum signal transmission power to 100 kW.
  • the RF transceiver 860 of the station 850 may transmit an enablement request signal to the AP 800 according to the set maximum signal transmission power.
  • the AP 800 may transmit an enablement response signal to the station 850 through the RF transceiver 810 to inform the success or failure of the enablement process. have.
  • the enablement request signal and the enablement response signal transmitted and received between the RF transceiver 860 of the station 850 and the RF transceiver 810 of the AP 800 are described with reference to FIGS. 11 and 12. It may have a configuration as shown.
  • At least a part of the enablement method of the WLAN system according to the present invention described above may be stored in a computer-readable recording medium that is produced as a program to be executed in a computer, and examples of the computer-readable recording medium include ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like, and also include those implemented in the form of carrier waves (eg, transmission over the Internet).
  • the computer readable recording medium can be distributed over network coupled computer systems so that the computer readable code is stored and executed in a distributed fashion.
  • functional programs, codes, and code segments for implementing the method can be easily inferred by programmers in the art to which the present invention belongs.

Landscapes

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Abstract

본 발명은 무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치에 관한 것으로, 그 방법은 무선 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 AP로부터 수신하는 단계; 및 AP로부터 수신된 정보에 따라 신호 송신 파워를 조정하여 AP에 인에이블먼트를 요청하는 단계를 포함한다.

Description

무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치
본 발명은 TV 화이트 스페이스를 사용하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 랜 시스템에서 인에이블먼트 프로세스(enablemment process)를 수행하는 방법에 관한 것이다.
현재, 텔레비전 방송 서비스는 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 전환되어 가고 있는 추세이다. 이는 디지털 방송이 높은 품질의 영상 및 양 방향 서비스를 제공하고, 스펙트럼을 더욱 효율적으로 사용할 수 있기 때문이다.
이러한 디지털 방송으로의 전환에 따라, 기존의 아날로그 방송을 위해 할당된 주파수 대역들 중 일부를 누구나 사용할 수 있는 유휴 주파수 대역으로 제공할 수 있으며, 상기 유휴 주파수 대역을 이용하여 비 허가 장치(unlicensed device)가 신호를 송수신하는 것이 가능할 수 있다.
본 발명은 TV 화이트 스페이스를 이용하는 무선랜 시스템에서 허가된 사용자와의 간섭을 효과적으로 방지할 수 있는 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선랜 시스템의 네트워크 개시 방법은, 무선 네트워크를 관리하는 AP와 상기 AP에 연결된 적어도 하나의 스테이션을 포함하는 TV 화이트 스페이스 무선 랜 시스템에서 상기 AP와의 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션에서 수행되며, 상기 무선 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 상기 AP로부터 수신하는 단계; 및 상기 AP로부터 수신된 정보에 따라 신호 송신 파워를 조정하여 상기 AP에 인에이블먼트를 요청하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선랜 통신 장치는, 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 AP로부터 수신하고, 상기 AP와의 네트워크 동작을 시작하기 위한 인에이블먼트 요청 신호를 상기 AP로 송신하는 송수신부; 및 상기 AP로부터 수신된 정보에 따라 상기 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 조정하는 제어부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션이 AP로부터 수신된 인접 채널 정보에 따라 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 조정함으로써, 인에이블먼트 프로세스에서 송수신되는 신호가 인접 채널에 존재하는 허가된 사용자(licensed user)에 대해 간섭을 일으키지 않도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 2.4GHz 등과 같은 TV 화이트 스페이스 이외의 대역을 이용해 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 인에이블먼트 프로세스를 진행함으로써, TV 화이트 스페이스 채널에 대한 허가된 사용자의 존재 유무 검사를 상기 인에이블먼트 프로세스와 동시에 수행할 수 있으며, 그에 따라 새로운 스테이션이 AP와의 네트워크 동작을 시작하기까지의 대기 시간을 감소시킬 수 있다.
도 1은 무선랜 통신 장치가 동작할 수 있는 대역을 나타내는 채널 맵에 대한 일예를 도시한 도면이다.
도 2는 TV 화이트 스페이스 채널을 정의하는 방법에 대한 실시예들을 나타내는 도면이다.
도 3은 인접 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부에 따라 최대 송신 파워를 제한하는 방법에 대한 일실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템의 구성에 대한 일실시예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6 내지 도 13은 TV 화이트 스페이스 채널의 인에이블먼트 프로세스를 수행하는 방법에 대한 제1 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 14는 도 6 내지 도 13에 도시된 인에이블먼트 프로세스 수행 방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 15 내지 도 18은 TV 화이트 스페이스 채널의 인에이블먼트 프로세스를 수행하는 방법에 대한 제2 실시예를 설명하기 위한 도면들이다.
도 19는 도 15 내지 도 18에 도시된 인에이블먼트 프로세스 수행 방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 20을 참조하여 본 발명의 실시예에 무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 및 그를 이용한 무선랜 통신 장치에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
이하에서 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무선랜 통신 장치는 TV 화이트 스페이스(TV White Space) 주파수 대역을 이용하여 신호를 송신할 수 있다.
TV 화이트 스페이스는 기존의 아날로그 방송을 위해 할당된 VHF(Very High Frequency, 54MHz ~ 216MHz) 대역 및 UHF(Ultra High Frequency, 470MHz ~ 806MHz) 대역 중 누구나 사용할 수 있는 유휴 주파수 대역으로서, TV 방송용으로 분배된 VHF 및 UHF 주파수 대역에서 방송 사업자가 사용하지 않는 비어있는 주파수 대역을 의미할 수 있다.
한편, 정부 등의 전파 규제에 대한 조건을 만족하는 경우, 상기 TV 화이트 스페이스 중 허가된 사용자(licensed user, 또는 licensed device)가 사용 중이지 않는 주파수 대역을 이용하여, 비허가 사용자(unlicensed user)가 신호를 송수신할 수 있다.
상기 허가된 사용자는 상기 TV 화이트스페이스 대역의 사용을 인가 받은 사용자를 의미하며, 1차 사용자(primary user) 또는 인컴번트 유저(incumbent user) 등의 명칭으로도 지칭될 수 있다.
예를 들어, 상기 허가된 사용자는 디지털 TV(Digital TV, DTV), 아날로그 TV(Analog TV, ATV), 무선 마이크(Wireless Microphone, WM) 또는 TV 서비스를 위해 허가된 보조적인 서비스 등일 수 있다.
도 1은 무선랜 통신 장치가 동작할 수 있는 대역을 나타내는 채널 맵에 대한 일예를 도시한 것으로, 미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission, FCC)의 규제에 따른 채널 맵 구성을 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, TV 채널들 중 37번 채널(전파 천문학을 위한 예비 채널)을 제외한 나머지 TV 채널들에 TV 신호 또는 무선 마이크 등과 같은 허가된 사용자가 존재하지 않는 경우, 무선 랜 등의 비허가 장치가 상기 TV 채널을 사용해 신호를 송수신하여 동작할 수 있다.
다만, 상기한 바와 같은 TV 화이트 스페이스를 이용하는 통신 장치는 특정 채널을 이용해 신호를 송수신하기 위하여, 해당 주파수 대역이 유휴 상태인지 여부, 예를 들어 해당 주파수 대역을 점유하는 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 확인하는 것이 요구될 수 있다.
예를 들어, 특정 TV 화이트 스페이스 채널을 이용하고자 하는 비허가 장치는 일정 시간동안 해당 주파수 대역에 대해 스펙트럼 센싱(spectrum sensing)을 수행하여 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 검사할 수 있다.
상기 스펙트럼 센싱은 사용하고자 하는 TV 화이트 스페이스 채널에 미리 설정된 기준치 이상의 세기를 가지는 신호가 존재하는지 여부를 판단하는 것으로, 상기 스펙트럼 센싱 결과 허가된 사용자가 존재하는 경우, 상기 비 허가 장치는 해당 채널을 이용하여 통신할 수 없다.
상기한 바와 같은 주파수 대역의 유휴 상태를 확인하는 방법에 대한 기준은 국나 또는 지역에 따라 상이할 수 있으며, 예를 들어 비허가 장치는 TV 화이트 스페이스를 이용하기 위해 미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission, FCC)에서 규정한 기준에 따라 허가된 사용자의 존재 여부를 검사하도록 요구될 수 있다.
한편, 무선 랜 시스템이 2.4GHz 또는 5GHz 대역에서 5MHz, 10MHz, 20MHz 또는 40MHz의 채널 대역폭을 이용하여 통신을 수행하는 것과 달리, TV 채널은 지역 또는 국가에 따라 6MHz, 7MHz 또는 8MHz 등의 대역폭이 사용될 수 있다.
상기와 같이 기존 무선 랜 시스템의 채널 할당 단위와 TV 채널의 대역폭이 서로 상이하기 때문에, TV 화이트 스페이스를 이용하는 무선 랜 시스템에서 5MHz, 10MHz, 20MHz 및 40MHz의 대역폭을 가지는 채널들을 정의할 필요가 있다.
도 2는 TV 화이트 스페이스 채널을 정의하는 방법에 대한 실시예들을 도시한 것으로, 6MHz 단위로 할당된 TV 화이트 스페이스 대역에서 5MHz, 10MHz, 20MHz 및 40MHz 채널을 정의하는 두 가지 방법을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 첫 번째 채널 정의 방법(Channelization A)은 무선 랜 시스템의 각 채널(5/10/20/40MHz) 별로, 채널의 중심 주파수(center frequency)를 TV 채널(6MHz)의 중심 주파수에 위치하도록 하는 것이다.
그리고, 두 번째 채널 정의 방법(Channelization B)은 상기 무선 랜 시스템의 각 채널(5/10/20/40MHz) 별로, 채널의 중심 주파수(center frequency)를 연속하는 두 개의 TV 채널 대역의 경계에 위치하도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 채널 정의 방법들 중 어느 하나를 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 시스템이 TV 화이트 스페이스 주파수 대역을 통해 신호를 송수신할 수 있다.
미국 FCC 규정(regulation)에 따르면, TV 화이트 스페이스에서 동작하는 무선 랜 시스템에서, 현재 동작 중인 채널과 인접한 채널에 TV 신호(또는 TV 방송)가 존재하지 않을 경우, 해당 네트워크에 속한 무선랜 통신 장치들은 최대 100㎽의 송신 파워로 동작할 수 있다.
한편, 상기 인접 채널에 TV 신호가 존재할 경우에는, 해당 네트워크에 속한 무선랜 통신 장치들은 최대 40㎽의 송신 파워로 동작할 수 있다.
이는, 상기 인접 채널에 존재하는 허가된 사용자에 대한 간섭을 방지하기 위해, 상기 무선랜 통신 장치들의 최대 송신 파워를 제한하는 것이다.
도 3은 인접 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부에 따라 최대 송신 파워를 제한하는 방법에 대한 일실시예를 설명하기 위해 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 채널 22번에 인접한 채널 21번과 채널 23번에 허가된 사용자가 존재하지 않기 때문에, 상기 채널 22번에서 동작하는 무선랜 통신 장치들은 100㎽의 최대 송신 파워로 신호를 송출할 수 있다.
한편, 채널 21번과 채널 23번의 경우, 인접 채널에 허가된 사용자인 'TV 신호'가 존재하기 때문에, 상기 채널 21번 또는 채널 23번에서 동작하는 무선랜 통신 장치들의 최대 송신 파워는 40㎽로 제한될 수 있다.
그리고, 채널 40번에 인접한 채널 39번과 채널 41번에 허가된 사용자가 존재하나, 상기 허가된 사용자의 종류가 'TV 신호'가 아닌 '무선 마이크(W-MIC) 신호'인 경우, 상기 채널 40번에서 동작하는 무선랜 통신 장치들은 100㎽의 최대 송신 파워로 신호를 송출할 수 있다.
도 3에서는 무선 마이크 신호가 채널 39번과 채널 41번에 할당되는 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 예를 들어 상기 무선 마이크 신호에 할당되는 채널은 상기 채널 39번 및 41번이 아닌 다른 채널들로 변경될 수 있다.
또한, TV 화이트 스페이스에서 동작하는 무선랜 통신 장치들이 인접 채널에 TV 신호가 존재하는지 여부에 따라 제한되는 최대 송신 파워 값들, 즉 100㎽ 또는 40㎽는 본 발명의 일실시예에 불과하므로, 상기 최대 송신 파워값들은 국가 또는 지역에 따라 상이한 규정 또는 상기 FCC 규정의 변경에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다.
상기한 바와 같은 최대 송신 파워에 대한 제한 규정을 만족시키기 위해, TV 화이트 스페이스에서 동작하는 무선랜 통신 장치는 자신이 동작하고 있는 채널 또는 이동하고자 하는 채널에서 송신 가능한 최대 파워를 미리 인식하여야 한다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 통신 장치가 TV 화이트 스페이스 채널의 최대 송신 파워를 식별할 수 있도록 하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, TV 화이트 스페이스를 이용하는 무선랜 통신 장치가 신호를 송출할 수 있는 최대 송신 파워를 식별할 수 있도록 하기 위해, 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자, 예를 들어 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 따라 정의된 행동 제한 집합(Behavior limits set) 및 동작 클래스(Operating Class)가 존재할 수 있다.
다음의 표 1은 무선랜 통신 장치에 적용되는 행동 제한 집합(Behavior limits set)들에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
표 1
Encoding Behavior limits set Description
0 Not specified
1 NomadicBehavior The location of the station may change but is stationary while in use. The nomadic use EIRP power limits apply if the country allows more than one transmit power limit in the band.This behaviour is only specified in bands where behavior 10 License Exempt bands is also allowed.
2 IndoorOnlyBehavior The location of operation must be 'indoors' as defined in the regulatory domain. Globally, this currently applies only to the 5.15-5.25 GHz band.
3 TransmitPowerControlBehavior Adaptive transmit power control as defined in the regulatory domain, or clause 11.8 if not defined for the regulatory domain.
... ... ...
15 CCA-EDBehavior CCA shall also detect a medium busy condition when CCAEnergyDetect detects a channel busy condition.
16 16DFS_50_100_Behavior A station operating in a band where radiolocation radar is primary, and station operation has in-service monitoring requirements for 50-100㎲ radar pulses.
17 TVWSNonAdjacent ChannelBehavior A station operating in a TVWS band where broadcast TV operation is primary, and there is no broadcast TV operation in any of adjacent channels to the TVWS channel on which the station is operating , and station operation has geolocation database and in-service monitoring requirements. When operating in TVWS, channel numbers are assigned in regulation.
18 TVWSAdjacent ChannelBehavior A station operating in a TVWS band where broadcast TV operation is primary, and there is a broadcast TV operation in an adjacent channel to the TVWS channel on which the station is operating , and station operation has geolocation database and in-service monitoring requirements. When operating in TVWS, channel numbers are assigned in regulation.
19-255 Reserved
표 1을 참조하면, 인코딩(Encodig) 값 "1" 내지 "16"이 할당된 16개의 행동 제한 집합들은 IEEE 802.11 표준에서 정의된 것으로서, 이들에 대한 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
한편, 상기 IEEE 802.11 표준에서는, 인코딩 값 "0"에는 아무런 행동 제한 집합이 할당되어 있지 않으며, 인코딩 값 "17-255"가 추후 사용을 위해 예비적으로 정의되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기존 IEEE 802.11 표준에서 정의된 16개의 행동 제한 집합들에 추가하여, 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 따라 정의된 두 개의 행동 제한 집합들이 인코딩 값 "17" 및 "18"에 새롭게 할당될 수 있다.
상기 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"는 TV 화이트 스페이스를 사용하는 무선랜 통신 장치의 동작 채널과 인접한 채널들에 TV 방송 신호가 존재하지 않는 경우의 행동 제한을 나타낸다.
한편, 상기 "TVWSAdjacentChannelBehavior"는 TV 화이트 스페이스를 사용하는 무선랜 통신 장치의 동작 채널과 인접한 채널들에 TV 방송 신호가 존재하는 경우의 행동 제한을 나타낸다.
예를 들어, 행동 제한 집합이 상기 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"로 지정되는 경우, 해당 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하지 않는 것을 의미하며, 그에 따라 상기 네트워크에 속한 무선랜 통신 장치는 100㎽의 최대 송신 파워로 신호를 송출할 수 있다.
한편, 행동 제한 집합이 상기 "TVWSAdjacentChannelBehavior"로 설정되면, 해당 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하는 것을 의미하며, 그에 따라 상기 네트워크에 속한 무선랜 통신 장치의 최대 송신 파워는 40㎽로 제한될 수 있다.
한편, 상기 표 1에서는, 새로 추가된 행동 제한 집합들에 인코딩 값 '17' 및 '18'이 할당되는 것으로 예시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
다음의 표 2는 무선랜 통신 장치의 동작 특성 등을 정의하는 동작 클래스(Operating Class)들에 대한 일실시예를 나타낸 것이다.
표 2
Operating Class Channel Starting Frequency (GHz) Channel Spacing (MHz) Channel Set Behavior Limits Set
1 5 20 36, 40, 44, 48 NomadicBehavior,IndoorOnlyBehavior
2 5 20 52, 56, 60, 64 NomadicBehavior,DynamicFrequencySelectionBehavior,DFS_50_100_Behavior
... ... ... ... ...
33 2.407 40 5-11 LicenseExemptBehavior,PrimaryChannelUpperBehavior
34 Center on center 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelLowerBehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
35 Center on center 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelLowerBehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
36 Center on center 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelUpperBehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
37 Center on center 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelUpperBehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
38 Center on center 20 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
39 Center on center 20 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
40 Center on center 10 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
41 Center on center 10 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
42 Center on center 5 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
43 Center on center 5 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
44 Center on lower bound 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelLowerBehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
45 Center on lower bound 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelLowerBehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
46 Center on lower bound 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelUpperBehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
47 Center on lower bound 40 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, PrimaryChannelUpperBehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
48 Center on lower bound 20 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
49 Center on lower bound 20 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
50 Center on lower bound 10 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
51 Center on lower bound 10 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
52 Center on lower bound 5 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSNonAdjacentChannelBehavior ,
53 Center on lower bound 5 According to the regulatory TransmitPowerControlBehavior, DynamicFrequencySelectionBehavior, IBSSRestrictionsBehavior, RegisteredSTABehavior, DependentSTABehavior, TVWSAdjacentChannelBehavior ,
54-255 Reserved Reserved Reserved Reserved
표 2를 참조하면, 동작 클래스 "1-15" 및 "22-33"는 IEEE 802.11 표준에서 정의된 것으로서, 이들에 대한 상세한 설명은 이하 생략하기로 한다.
한편, 상기 IEEE 802.11 표준에서는, 동작 클래스 "16-21" 및 "34-255"가 추후 사용을 위해 예비적으로 정의되어 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 기존 IEEE 802.11 표준에서 정의된 동작 클래스들에 추가하여, 상기 표 1에서 새롭게 추가된 두 개의 행동 제한 집합들을 반영하여 "34"부터 "53"까지 20개의 새로운 동작 클래스들이 정의될 수 있다.
상기 동작 클래스는 무선 랜 시스템에서 무선 동작(radio operation)을 위한 값들의 집합에 대한 색인을 나타내며, 상기 무선 동작을 위한 값들은 채널 시작 주파수(Channel starting frequency), 채널 간격(Channel spacing), 채널 집합(Channel set) 및 행동 제한 집합(Behavior limits set)을 포함할 수 있다.
상기 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)는 채널 중심 주파수(channel center frequency)를 계산하기 위해 채널 번호(channel number)와 함께 사용되는 주파수를 가리키며, 상기 채널 시작 주파수에는 "Center on center"과 "Center on lower bound"이 존재할 수 있다.
상기 채널 간격(Channel spacing)은, 해당 동작 클래스에서 허용되는 최대 대역폭을 사용하는 경우, 중첩되지 않는 인접 채널 중심 주파수들간의 간격을 나타낸다.
예를 들어, 상기 채널 간격은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이 5MHz, 10MHz, 20MHz 또는 40MHz로 설정될 수 있으며, 상기 채널 간격은 동작하고자 하는 TV 화이트 스페이스 채널에 인접한 주파수 대역들의 유휴 상태에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
한편, 상기 채널 집합(Channel set)은 채널 번호들의 집합을 나타내며, 상기 채널 번호는 국가별로 정의된 규정(regulation)에 따라 결정될 수 있다.
또한, 상기 행동 제한 집합(Behavior limits set)은 상기 표 1을 참조하여 설명한 바와 같은 행동 제한 집합들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일실시예에 따라 새롭게 정의된 동작 클래스들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 새롭게 정의된 "34"부터 "53"까지의 동작 클래스들은 채널 시작 주파수(Channel starting frequency)에 따라 두 가지로 구분될 수 있다.
예를 들어, 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 20개의 동작 클래스들은 채널 시작 주파수가 "Center on center"인 10개의 동작 클래스들과, 채널 시작 주파수가 "Center on lower bound"인 10개의 동작 클래스들로 구분될 수 있다.
상기 "Center on center"는 무선랜 시스템이 동작하는 TV 화이트 스페이스 채널의 중심 주파수를 TV 채널의 중심 주파수에 위치시키는 채널 정의 방법에 따른 것이다.
한편, 상기 "Center on lower bound"는 무선 랜 시스템이 동작하는 TV 화이트 스페이스 채널의 중심 주파수를 연속하는 두 TV 채널들 사이의 경계에 위치시키는 채널 정의에 따른 것이다.
또한, 상기와 같이 채널 시작 주파수에 따라 구분된 동작 클래스들은 채널 간격(channel spacing)에 따라 다시 4가지로 구분될 수 있다.
예를 들어, 표 2에 나타난 바와 같이, 채널 시작 주파수가 "Center on center"인 10개의 동작 클래스들은 채널 간격이 "40MHz"인 4개의 동작 클래스들, 채널 간격이 "20MHz"인 2개의 동작 클래스들, 채널 간격이 "10MHz"인 2개의 동작 클래스들과, 채널 간격이 "5MHz"인 2개의 동작 클래스들로 구분될 수 있다.
한편, 상기 채널 간격에 따라 구분된 동작 클래스들은 행동 제한 집합에 따라 다시 2가지로 구분될 수 있다.
예를 들어, 표 2에 나타난 바와 같이, 상기 동작 클래스들은 행동 제한 집합이 표 1에서 정의된 "TVWSAdjacentChannelBehavior" 및 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior" 중 어느 것인지 여부에 따라 구분될 수 있다.
상기한 바와 같이, "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"은 TV 화이트 스페이스를 사용하는 무선랜 통신 장치의 동작 채널과 인접한 채널들에 TV 방송 신호가 존재하지 않는 경우의 행동 제한을 나타내며, "TVWSAdjacentChannelBehavior"는 상기 인접 채널들에 TV 방송 신호가 존재하는 경우의 행동 제한을 의미한다.
한편, 채널 간격이 "40MHz"인 경우, 상기 동작 클래스들은 행동 제한 집합이 "PrimaryChannelLowerBehavior" 또는 "PrimaryChannelUpperBehavior"인지 여부에 따라 2개의 동작 클래스들로 추가적으로 더 구분될 수 있다.
예를 들어, 표 2에 나타난 바와 같이, 채널 시작 주파수가 "Center on center"이고 채널 간격이 "40MHz"인 4개의 동작 클래스들은 행동 제한 집합으로서 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"와 "PrimaryChannelLowerBehavior"를 포함하는 색인 "34" 동작 클래스, "TVWSAdjacentChannelBehavior"와 "PrimaryChannelLowerBehavior"를 포함하는 색인 "35" 동작 클래스, "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"와 "PrimaryChannelUpperBehavior"를 포함하는 색인 "36" 동작 클래스와, "TVWSAdjacentChannelBehavior"와 "PrimaryChannelUpperBehavior"를 포함하는 색인 "37" 동작 클래스로 구분될 수 있다.
상기 "PrimaryChannelLowerBehavior"와 "PrimaryChannelUpperBehavior"는 채널의 어느 부분이 전송을 위해 사용되는지 여부를 지시하는 행동 제한 집합들이다.
예를 들어, 채널 간격(Channel spacing)이 40MHz인 채널은 각각 20MHz의 상위 채널(upper channel)과 하위 채널(lower channel)로 구분될 수 있으며, 상기 상위 채널과 하위 채널(lower channel) 중 어느 하나를 주 채널(primary channel)로, 다른 하나를 보조 채널(secondary channel)로 설정할 수 있다.
이 경우, 상기 "PrimaryChannelLowerBehavior"는 상기 하위 채널이 주 채널(primary channel)이고 상기 상위 채널이 보조 채널(secondary channel)인 것을 나타내며, 상기 "PrimaryChannelUpperBehavior"는 상기 상위 채널이 주 채널이고 상기 하위 채널이 보조 채널임을 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 바와 같이 정의된 동작 클래스들과 채널 번호(Channel Number)를 이용하여, TV 화이트 스페이스에서 동작하는 무선랜 통신 장치가 동작 채널의 주파수 대역, 인접 채널의 허가된 사용자 존재 유무 및 그에 따른 최대 송신 파워의 제한 등을 식별할 수 있다.
한편, 상기 표 2에서는, 새로 추가된 동작 클래스들에 대해 색인 '34' 내지 '53'을 할당하고 있음을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
도 4는 무선랜 시스템의 구성에 대한 일실시예를 도시한 것으로, 도시된 무선랜 시스템은 액세스 포인트(Access Point, AP)와 스테이션(Station, STA)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 무선랜 시스템(100)은 TV 화이트 스페이스 주파수 대역을 이용하는 네트워크인 기본 서비스 셋(Basic Service Set, 이하 'BSS'라 칭함)을 포함할 수 있다.
한편, 상기 BSS는 해당 무선 네트워크를 조정(coordination)하는 액세스 포인트(AP) 스테이션과 상기 AP 스테이션에 연결(associated)되어 동작하는 적어도 하나의 비 AP 스테이션을 포함하여 구성될 수 있다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 상기 액세스 포인트(AP) 스테이션을 'AP'(110)라 지칭하고, 상기 비 AP 스테이션을 '스테이션(STA)'(120)이라고 지칭하기로 한다.
또한, 상기 BSS는 성공적으로 동기화를 이루면서 통신을 수행할 수 있는 스테이션의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다.
AP(110)는 해당 BSS에 결합된 스테이션(STA)들을 위해 무선 매체를 경유하여 분산 시스템에 대한 접속을 제공하는 기능 매체이다. 상기 BSS에서, 스테이션(STA)들 사이의 통신은 상기 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 상기 스테이션(STA)들 사이에서도 직접적인 통신이 가능할 수 있다.
AP(110)는 액세스 포인트라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 지칭될 수 있다.
한편, 상기 스테이션(STA, 120)은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 단말(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
또한, 무선랜 시스템은 분산 시스템(Distribution System, 미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 분산 시스템은 하나의 AP가 다른 AP와 통신하기 위한 메커니즘으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분산 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 상기 분산 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나 또는 AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, AP(110)는 IEEE 802.11y 표준에서 정의하는 인에이블링 스테이션(enabling STA)을 의미할 수 있으며, 상기 인에이블링 스테이션은 다른 디펜던트 스테이션(dependent STA)이 언제 또는 어떻게 동작할 수 있는지를 제어하는 권한을 가진 등록된 스테이션(registered STA)으로 정의될 수 있다.
한편, 상기 스테이션(120)은 IEEE 802.11y 표준에서 정의하는 디펜던트 스테이션(dependent STA)을 의미할 수 있으며, 상기 디펜던트 스테이션은 상기 인에이블링 스테이션으로부터 수신되는 메시지들에 의해 동작 파라미터들(operational parameters)이 지시되는 미등록 스테이션으로 정의될 수 있다.
상기 인에이블링 스테이션은 그의 제어를 받아 네트워크 동작을 시작하고자 하는 디펜던트 스테이션에 대해 승인(permission)하고 동작 절차들을 지시하는 인에이블먼트 프로세스, 예를 들어 IEEE 802.11y 표준에서 정의된 동적 스테이션 인에이블먼트(DSE, Dynamic Station Enablement) 프로세스를 수행할 수 있다.
상기한 바와 같은 인에이블먼트 프로세스가 완료된 후, 스테이션(120)은 AP(110)와의 네트워크 동작을 시작하여 TV 화이트 스페이스 채널을 통해 신호를 송신할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법을 흐름도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션은 AP로부터 현재 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는 여부를 나타내는 정보를 수신한다(S200 단계).
예를 들어, 상기 AP는 상기 인접 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함하는 비콘 프레임(beacon frame)을 송신할 수 있다.
상기 비콘 프레임은 네트워크 상태 정보를 네트워크 내의 다른 장치에게 전달하기 위하여 해당 네트워크에 속하는 전체 또는 일부 장치에 주기적으로 전송되는 신호로서, 상기 AP는 자신이 알고 있는 채널 사용 상태 정보를 비콘 프레임으로 구성하여 주기적으로 브로드캐스팅할 수 있다.
이 경우, 상기 스테이션은 AP로부터 브로드캐스팅되는 비콘 프레임을 이용하여 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 대한 정보를 획득할 수 있다.
그 후, 상기 스테이션은 S200 단계에서 수신된 정보에 따라 신호 송신 파워를 조정하여 상기 AP에 인에이블먼트를 요청한다(S210 단계).
예를 들어, 상기 스테이션은 상기 AP로부터 수신된 정보가 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재함을 나타내는 경우, 상기 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는 경우보다 최대 송신 파워를 감소시켜 AP로 인에이블먼트 요청 신호를 전송할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 스테이션은 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하지 않는 경우 인에이블먼트 요청 신호의 최대 송신 파워를 100mW로 설정하고, 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는 경우 상기 최대 송신 파워를 40mW으로 감소시킬 수 있다.
상기한 바와 같이 AP로부터 수신되는 인접 채널 정보에 따라 스테이션의 최대 송신 파워를 조정함으로써, 인에이블먼트 프로세스에서 송수신되는 신호가 인접 채널에 존재하는 허가된 사용자, 예를 들어 TV 방송 신호에 대해 간섭을 일으키는 것을 방지할 수 있다.
이하, 도 6 내지 도 13을 참조하여 TV 화이트 스페이스 채널의 인에이블먼트 프로세스를 수행하는 방법에 대한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 6을 참조하면, TV 화이트 스페이스 무선랜 시스템(100)을 조정하는 AP(110)는 현재 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자, 예를 들어 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 대한 정보를 포함하는 비콘 프레임을 주변의 스테이션들이 수신 가능하도록 송출할 수 있다.
그리고, AP(110)의 커버리지(coverage) 내에 들어오는 새로운 디펜던트 스테이션(130)은 AP(110)로부터 송출되는 상기 비콘 프레임을 수신하고, 상기 수신된 비콘 프레임을 이용하여 인접 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하는지 여부를 식별할 수 있다.
이하, 도 7 및 도 8을 참조하여 AP(110)로부터 송출되는 비콘 프레임의 구성에 대한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 7을 참조하면, 상기 AP(110)로부터 송출되는 비콘 프레임(300)은"registered location element"(310, 이하 "RegLoc Element")를 포함할 수 있으며, RegLoc Element(310)는 "Element ID" 필드(311), "Length" 필드(312) 및 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)를 포함하여 구성될 수 있다.
"Element ID" 필드(311)는 해당 정보 요소의 식별자(ID)를 나타내고, "Length" 필드(312)는 해당 정보 요소의 길이를 나타낼 수 있다.
한편, "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)는 위도(latitude), 경도(longitude) 및 고도(altitude) 정보 등과 같은 인에이블먼트를 위한 위치 구성 정보(LCI, location configuration information)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 대한 정보는 비콘 프레임(300)의 RegLoc Element(310), 보다 상세하게는 RegLoc Element(310) 내부 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)에 포함되어 송출될 수 있다.
도 8은 상기 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)의 구성을 보다 상세하게 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)는 위도(latitude) 정보로서 "Latitude Resolution" 필드, "Latitude Fraction" 필드 및 "Latitude Integer" 필드를 포함할 수 있다.
또한, "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)는 경도(longitude) 정보로서 "Longitude Resolution" 필드, "Longitude Fraction" 필드 및 "Longitude Integer" 필드를 포함할 수 있다.
그리고, "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)는 고도(altitude) 정보로서 "Altitude Type" 필드, "Altitude Resolution" 필드, "Altitude Fraction" 필드 및 "Altitude Integer" 필드를 포함할 수 있다.
한편, "Datum" 필드는 해당 위치 구성 정보(LCI)에서 주어진 좌표들에 사용되는 수평 기준값들(horizontal and vertical references)을 인코딩하는 값으로서, 3-bit의 값을 가질 수 있다.
"RegLoc Agreement" 필드는 스테이션이 국경 근처의 국가 정책 지역(national policy area) 또는 세계적 합의 지역(international agreement area) 내에서 동작함을 나타내기 위해 "1"로 설정되는 비트(bit)로서, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정된다.
"RegLoc DSE" 필드는 인에이블링 스테이션인 AP(110)가 다른 스테이션들의 동작을 인에이블시키고 있음을 나타내기 위해 "1"로 설정되는 비트로서, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정된다.
"Dependent STA" 필드는 스테이션이 위치 구성 정보(LCI)가 전달되고 있는 AP(110)와 인에이블먼트 프로세스를 수행하고 있음을 나타내기 위해 "1"로 설정되는 비트로서, 그렇지 않은 경우 "0"으로 설정된다.
또한, "Dependent Enablement Identifier" 필드는 수행되는 인에이블먼트 프로세스를 식별하기 위하여 AP(110)에 의해 할당된 값으로서, 인에이블먼트를 수행하기 위해 AP(110)로부터 송신되는 인에이블먼트 프레임을 통해 디펜던트 스테이션으로 전달될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여 상기에서 설명한 바와 같은 비콘 프레임(300), RegLoc Element(310) 및 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)의 구성은 IEEE 802.11y 표준에서 정의한 것과 동일할 수 있으므로, 그에 대한 보다 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 도 8에 도시된 바와 같이, 비콘 프레임(300)에 포함되어 전송되는 RegLoc Element(310) 내부의 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)가 "Operating Class" 필드 및 "Channel Number" 필드를 포함할 수 있다.
상기 "Operating Class" 필드는 표 2를 참조하여 설명한 바와 같은 동작 클래스들 중 어느 하나를 지정할 수 있으며, 그에 따라 현재 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하는지 여부를 나타낼 수 있다.
이는, 상기 동작 클래스가 채널 시작 주파수(Channel starting frequency), 채널 간격(Channel spacing) 및 채널 집합(Channel set)에 대한 정보와 함께, 인접한 채널에 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 따라 정의된 "VWSAdjacentChannelBehavior"와 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior" 중 어느 하나의 행동 제한 집합(Behavior limits set)을 포함하기 때문이다.
한편, "Channel Number" 필드는 현재 동작 채널의 번호를 나타낸다.
예를 들어, AP(110)로부터 송출되는 비콘 프레임(300) 내부의 RegLoc Element(310)가 동작 클래스를 "42"로 지정하고 채널 번호를 "22"로 지정하는 경우, 상기 비콘 프레임을 수신한 스테이션(130)은 동작 채널이 채널 시작 주파수가 "Center on center"이고 채널 간격이 5MHz인 "22"번 채널이며, 인접 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하지 않아 100mW의 최대 송신 파워로 동작할 수 있음을 식별할 수 있다.
상기 스테이션(130)은 아직 AP(110)에 연결(association)되지 않은 스테이션으로서, AP(110)와의 네트워크 동작을 시작하기 위해서는 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 인에이블먼트 프로세스가 AP(110)와의 사이에서 수행되어야 한다.
한편, 스테이션(130)은, 신호를 송출하기 이전에, 동작하고자 하는 TV 화이트 스페이스 채널에 대해 일정 시간동안 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 검사하는 채널 가용성 체크(channel availability check)를 수행하는 것이 요구될 수 있다.
도 9를 참조하면, 스테이션(130)은 AP(110)로부터 수신된 비콘 프레임을 이용하여 TV 화이트 스페이스 무선랜 시스템(100)의 동작 채널을 식별하고, 상기 식별된 동작 채널에 대해 30초 동안 채널 가용성 체크(channel availability check)를 수행할 수 있다.
상기 채널 가용성 체크 결과 동작하고자 하는 TV 화이트 스페이스 채널에 허가된 사용자가 존재하는 경우, 스테이션(130)은 해당 채널을 사용하지 못할 수 있다.
한편, 상기 채널 가용성 체크의 수행 시간 또는 수행 방법 등은 국가별, 지역별로 상이할 수 있으며, 도 9를 참조하여 설명한 바와 같은 채널 가용성 체크 프로세스는 생략될 수도 있다.
상기 동작 채널에 대한 가용성 체크가 완료되면, AP(110)와 스테이션(130)은 해당 TV 화이트 스페이스 채널 상에서 인에이블먼트 프로세스를 수행할 수 있다.
도 10을 참조하면, AP(110)와의 네트워크 동작을 시작하고자 하는 디펜던트 스테이션(130)은 인에이블먼트 요청 신호인 "DSE Enablement Request" 프레임을 인에이블링 스테이션인 AP(110)로 송신할 수 있다.
한편, AP(110)는 상기 스테이션(130)으로부터 수신된 "DSE Enablement Request" 프레임에 응답하여, 인에이블먼트 응답 신호인 "DSE Enablement Response" 프레임을 스테이션(130)으로 송신할 수 있다.
도 11은 상기 "DSE Enablement Request" 프레임과 "DSE Enablement Response" 프레임의 구성에 대한 일실시예를 도시한 것으로, IEEE 802.11y 표준에서 정의하는 DSE 인에이블먼트 프레임(DSE Enablement frame)의 포맷을 나타낸 것이다.
도 11을 참조하면, DSE 인에이블먼트 프레임(400)은 "Category" 필드(410), "Action" 필드(420), "RequesterSTA Address" 필드(430), "ResponderSTA Address" 필드(440), "Reason Result Code" 필드(450) 및 "Enablement Identifier" 필드(460)을 포함하여 구성될 수 있다.
"Category" 필드(410) 해당 프레임의 카테고리를 나타낸다. 그리고, "Action" 필드(420)는 해당 프레임의 동작을 나타내며, 예를 들어 DSE 인에이블먼트 프레임(400)은 상기 "Action" 필드(420)의 값이 "1"로 지정될 수 있다.
한편, "RequesterSTA Address" 필드(430)는 인에이블먼트를 요청하는 스테이션의 MAC 어드레스를 나타내며, "ResponderSTA Address" 필드(440)는 인에이블먼트를 승인하는 스테이션의 MAC 어드레스를 나타낸다.
"Reason Result Code" 필드(450)는 해당 DSE 인에이블먼트 프레임(400)이 생성된 이유를 나타내기 위해 사용되며, 상기 생성 이유에 따라 도 12에 도시된 필드 값들 중 어느 하나가 할당될 수 있다.
도 12를 참조하면, 인에이블먼트를 요청하는 스테이션(130)은 "Reason Result Code" 필드(450)의 값을 "2"로 지정함으로써, "DSE Enablement Request" 프레임(400)을 이용해 인에이블먼트 요청 신호를 AP(110)로 송신할 수 있다.
또한, AP(110)는 스테이션(130)로부터 요청된 인에이블먼트의 성공 여부 또는 실패 원인 등에 따라 "Reason Result Code" 필드(450)의 값을 "4" 내지 "7" 중 어느 하나로 지정함으로써, "DSE Enablement Request" 프레임(400)을 이용해 인에이블먼트 응답 신호를 AP(110)로 송신할 수 있다.
예를 들어, AP(110)가 "Reason Result Code" 필드(450)의 값을 "3"으로 지정하여 "DSE Enablement Request" 프레임(400)을 스테이션(130)으로 송신하는 경우, 스테이션(130)은 인에이블먼트 프로세스가 성공적으로 수행되었음을 인식할 수 있다.
한편, AP(110)가 "Reason Result Code" 필드(450)의 값을 "5"으로 지정하여 "DSE Enablement Request" 프레임(400)을 송신하는 경우, 스테이션(130)은 파라미터가 유효하지 않은(invalid) 값을 가져 인에이블먼트 프로세스가 성공적으로 수행되지 못하였음을 인식할 수 있다.
상기와 같이 스테이션(130)과 AP(110)가 인에이블먼트 프레임들, 즉 "DSE Enablement Request" 프레임과 "DSE Enablement Response" 프레임을 서로 송수신함으로써 DSE 인에이블먼트 프로세스를 수행할 수 있으며, 상기 DSE 인에이블먼트 프로세스의 구체적인 방법은 IEEE 802.11y 표준에서 정의된 것과 동일할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기한 바와 같은 인에이블먼트 프로세스가 성공적으로 수행되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 스테이션(130)은 AP(110)에 연결(association)되어 TV 화이트 스페이스 채널을 통해 AP(110)와의 네트워크 동작을 시작할 수 있다.
도 14는 도 6 내지 도 13을 참조하여 설명한 인에이블먼트 프로세스 수행 방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 14를 참조하면, AP(110)와의 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션(130)은 AP(110)로부터 송출되는 비콘 프레임을 수신하고(S500 단계), 상기 수신된 비콘 프레임으로부터 동작 클래스(Operating Class)와 채널 넘버(Channel Nummber)를 파싱한다(S510 단계 및 S520 단계).
상기한 바와 같이, AP(110)로부터 수신되는 비콘 프레임은 "Operating Class" 필드 및 "Channel Number" 필드를 가지는 "RegLoc Element"를 포함할 수 있으며, 스테이션(130)은 상기 비콘 프레임으로부터 파싱된 동작 클래스 및 채널 넘버를 이용하여 동작 채널 및 인접 채널에 허가된 사용자(예를 들어, TV 방송 신호)가 존재하는지 여부 등을 식별할 수 있다.
그 후, 스테이션(130)은 상기 식별된 동작 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 30초간 검사한다(S530 단계).
상기 검사 결과 동작 채널에 허가된 사용자가 존재하지 않는 경우, 스테이션(130)은 상기 S510 단계에서 파싱된 동작 클래스가 행동 제한 집합으로서 "TVWSAdjacentChannelBehavior"을 지정하고 있는지 여부를 확인한다(S540 단계).
상기 동작 클래스가 "TVWSAdjacentChannelBehavior"을 지정하는 경우, 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하는 것을 의미하므로, 스테이션(130)은 최대 신호 송신 파워를 40㎽로 설정한다(S550 단계).
한편, 상기 동작 클래스가 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"을 지정하는 경우, 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자인 TV 방송 신호가 존재하지 않는 것을 의미하므로, 스테이션(130)은 최대 신호 송신 파워를 100㎽로 설정한다(S560 단계).
상기와 같이 동작 클래스에 따라 최대 신호 송신 파워를 설정한 후, 스테이션(130)은 TV 화이트 스페이스 채널에서 DSE 인에이블먼트 프로세스를 수행한다(S570 단계).
예를 들어, 최대 신호 송신 파워가 100㎽로 설정된 경우, 스테이션(130)은 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 인에이블먼트 요청 신호를 100㎽ 이하의 송신 파워로 전송할 수 있다.
한편, 최대 신호 송신 파워가 40㎽로 설정된 경우, 스테이션(130)은 상기 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 40mW 이하로 조정하여 AP(110)로 송신할 수 있다.
상기 인에이블먼트 프로세스가 완료되면, 스테이션(130)은 상기 동작 채널인 TV 화이트 스페이스 채널을 이용해 AP(110)와 네트워크 동작하여 신호를 송수신한다(S580 단계).
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, AP와 스테이션이 TV 화이트 스페이스 뿐 아니라 그 이외에 다른 외부 주파수 대역(예를 들어, 2.4GHz, 5GHz 및 셀룰라(cellular) 대역 등)을 이용하여 통신이 가능한 경우, 상기한 바와 같은 AP와 스테이션 사이의 인에이블먼트 프로세스는 TV 화이트 스페이스 채널이 아닌 상기 외부 주파수 대역을 이용하여 수행될 수 있다.
도 15 내지 도 18은 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 인에이블먼트 프로세스를 수행하는 방법의 또 다른 실시예를 설명하기 위한 것으로, 도 15 내지 도 18에 도시된 인에이블먼트 프로세스 중 도 6 내지 도 13을 참조하여 설명한 것과 동일한 것에 대한 설명은 이하 생략하기로 한다.
도 15를 참조하면, 무선랜 시스템(600)은 TV 화이트 스페이스 채널을 이용하는 네트워크(TVWS W-LAN)와 2.4GHz 대역의 채널을 이용하는 네트워크(2.4GHz W-LAN)을 함께 구성할 수 있다.
즉, 무선랜 시스템(600)을 조정하는 AP(610)는 TV 화이트 스페이스 채널(예를 들어, "22"번 채널) 뿐 아니라, 2.4GHz 대역에서도 다른 스테이션(130)들과 동작이 가능할 수 있다.
도 16을 참조하면, AP(610)의 커버리지(coverage) 내에 새로운 디펜던트 스테이션(620)이 들어오면, 상기 스테이션(620)은 AP(610)로부터 송출되는 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
여기서, 상기 스테이션(620)은 TV 화이트 스페이스 채널 뿐 아니라, 2.4GHz 대역에서도 동작이 가능한 것으로 가정한다.
한편, AP(610)는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가지는 비콘 프레임은 2.4GHz 대역의 채널을 통해 브로드캐스팅할 수 있으며, 스테이션(620)도 상기 AP(610)로부터 브로드캐스팅되는 비콘 프레임을 상기 2.4GHz 대역의 채널을 통해 수신할 수 있다.
스테이션(620)은 상기 2.4GHz 대역의 채널을 통해 수신된 비콘 프레임로부터 동작 클래스 및 채널 넘버를 파싱하고, 그에 따라 동작 채널 및 인접 채널에 허가된 사용자(예를 들어, TV 방송 신호)가 존재하는지 여부 등을 식별할 수 있다.
그 후, 스테이션(620)은 AP(610)로부터 수신된 비콘 프레임을 이용하여 현재 동작중인 TV 화이트 스페이스 채널을 식별하고, 상기 식별된 TV 화이트 스페이스 채널에 대해 30초 동안 채널 가용성 체크(channel availability check)를 수행할 수 있다.
한편, 상기 2.4GHz 대역은 신호 송출 전에 상기 채널 가용성 체크가 요구되지 않을 수 있으므로, 이 경우 스테이션(620)은 상기 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 가용성 체크를 수행함과 동시에 상기 2.4GHz 대역의 채널을 이용하여 AP(610)와의 인에이블먼트 프로세스를 수행할 수 있다.
상기 2.4GHz 대역의 채널을 이용하여 수행되는 인에이블먼트 프로세스는 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 방법 또는 IEEE 802.11y 표준에서 정의한 DSE 인에이블먼트 프로세스와 동일할 수 있다.
상기 채널 가용성 체크 및 인에이블먼트 프로세스가 완료되면, 도 18에 도시된 바와 같이, 스테이션(620)은 AP(610)에 연결(association)되어 TV 화이트 스페이스 채널을 통해 AP(610)와의 네트워크 동작을 시작할 수 있다.
도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한 바와 같이, 상기 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 가용성 체크와 인에이블먼트 프로세스가 동시에 수행됨으로써, 스테이션(620)이 AP(610)와의 네트워크 동작을 시작하기까지 소모되는 사용자 대기 시간이 감소될 수 있다.
한편, 상기에서는 AP(610)와 스테이션(620)이 TV 화이트 스페이스 채널 이외에 2.4GHz 대역에서도 동작이 가능한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한 방법은 2.4GHz 대역 이외에 5GHz 대역이나 셀룰라(cellular) 대역 등 채널 가용성 체크가 요구되지 않는 대역에서 수행될 수 있다.
도 19는 도 15 내지 도 18을 참조하여 설명한 인에이블먼트 프로세스 수행 방법을 흐름도로 도시한 것이다.
도 19를 참조하면, AP(610)와의 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션(620)은 2.4GHz 대역을 통해 AP(610)로부터 송출되는 비콘 프레임을 수신하고(S700 단계), 상기 수신된 비콘 프레임으로부터 동작 클래스(Operating Class)와 채널 넘버(Channel Nummber)를 파싱한다(S710 단계 및 S720 단계).
상기한 바와 같이, AP(610)로부터 수신되는 비콘 프레임은 "Operating Class" 필드 및 "Channel Number" 필드를 가지는 "RegLoc Element"를 포함할 수 있으며, 스테이션(620)은 상기 비콘 프레임으로부터 파싱된 동작 클래스 및 채널 넘버를 이용하여 동작 채널 및 인접 채널에 허가된 사용자(예를 들어, TV 방송 신호)가 존재하는지 여부 등을 식별할 수 있다.
그 후, 스테이션(620)은 상기 식별된 TV 화이트 스페이스 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 30초간 검사하고, 상기 검사가 수행되는 동안 2.4GHz 대역의 채널을 이용하여 상기 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 인에이블먼트 프로세스를 수행한다(S730 단계).
상기 TV 화이트 스페이스 채널에 대한 가용성 체크 및 인에이블먼트 프로세스가 완료되면, 스테이션(620)은 동작 클래스가 "TVWSAdjacentChannelBehavior"을 지정하는지 여부를 확인한다(S740 단계).
상기 동작 클래스가 "TVWSAdjacentChannelBehavior"을 지정하는 경우 스테이션(620)은 최대 신호 송신 파워를 40㎽로 설정하고(S750 단계), "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"을 지정하는 경우 최대 신호 송신 파워를 100㎽로 설정한다(S760 단계).
상기 최대 신호 송신 파워가 설정된 후, 스테이션(620)은 상기 TV 화이트 스페이스 채널을 이용해 AP(610)와 네트워크 동작하여 신호를 송수신한다(S770 단계).
예를 들어, 스테이션(620)은 AP(610) 또는 다른 스테이션으로 신호를 송출하는 경우 해당 신호의 송신 파워가 상기 설정된 최대 신호 송신 파워를 초과하지 않도록 조정할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 통신 장치는 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명한 바와 같은 AP와 스테이션의 기능들 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 통신 장치의 구성을 블록도로 도시한 것으로, 무선랜 통신 장치는 도시된 AP(800)와 스테이션(850) 중 적어도 하나의 구성을 포함할 수 있다.
도 20을 참조하면, AP(800)는 제어부(805), RF 송수신부(810), PHY부(815), MAC부(820), 채널 관리부(825), IP 프로토콜부(830) 및 위치 식별부(835)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 스테이션(850)은 제어부(855), RF 송수신부(860), PHY부(875) 및 MAC부(870)를 포함하여 구성될 수 있다.
이하, AP(800)와 스테이션(850)에 공통적으로 포함된 구성 요소들에 대해서는 함께 설명하기로 한다. 그러나, 상기 공통된 구성 요소도 AP(800)와 스테이션(850) 중 어디에 구비되는지 여부에 따라 상이한 기능 또는 구성을 가질 수도 있다.
RF 송수신부(810, 860)는 물리 계층인 PHY부(815, 875)로부터 입력되는 신호를 RF 주파수로 변환한 후 필터링 및/또는 증폭하여 안테나를 통해 송신하는 역할을 수행한다.
또한, RF 송수신부(810, 860)는 상기 안테나에서 수신되는 RF 신호를 필터링 등을 통해 상기 PHY부(815, 2275)에서 처리 가능한 신호로 변환하여 출력하는 역할을 수행하며, 상기 신호의 송신과 수신을 전환하기 위한 스위치 기능 등을 포함할 수 있다.
PHY부(815, 875)는 MAC(Media Access Control) 계층인 MAC부(820, 870)로부터 전송 요청된 데이터에 FEC(Forward Error Correction) 부호화 및 변조를 수행하고, 프리엠블(preamble) 및 파일럿(pilot) 등의 신호를 부가하는 등의 처리를 수행하여 RF 송수신부(810, 860)로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, PHY부(815, 875)는 RF 송수신부(810, 860)를 통해 수신된 신호에 대해 복조, 등화 및 FEC 복호화를 수행하고, 상기 부가된 프리엠블 및 파일럿 신호를 제거하는 등의 처리를 수행하여 MAC부(820, 870)로 전달할 수 있다.
이를 위해, PHY부(815, 875)는 변조부(modulator), 복조부(demodulator), 등화기(equalizor), 부호화기(FEC encoder) 또는 복호화기(FEC decoder) 등을 포함할 수 있다.
MAC부(820, 870)는 상위 계층(Upper layer)으로부터 전달되는 데이터, 즉 전송 요청되는 데이터를 처리한 후 PHY부(815, 875)로 출력하며, 상기 데이터 전달을 위한 부가적인 전송들을 담당할 수 있다.
또한, MAC부(820, 870)는 PHY부(815, 875)로부터 입력되는 수신 데이터를 가공하여 상위 계층으로 전달하며, 상기 데이터 전달을 위해 필요한 부가적인 전송들을 담당할 수 있다.
제어부(805, 855)는 상위 계층으로부터 전달되는 제어 신호에 따라 RF 송수신부(810, 875), PHY부(815, 875) 및 MAC부(820, 870) 각각의 기능을 수행하도록 제어할 수 있다.
또한, 제어부(805, 855)는 RF 송수신부(810, 875), PHY부(815, 875) 및 MAC부(820, 870) 간의 요구 및 처리 시점 등의 처리를 원활하게 제어하기 위한 각종 조절 및 관리 기능을 수행할 수 있다.
IP 프로토콜부(830)는 상위 계층(Upper layer)에서 입력된 데이터를 가공한 후 MAC부(820, 870)로 전달하고, MAC부(820, 870)에서 입력된 데이터를 가공한 후 상위 계층(Upper layer)으로 전달할 수 있다.
위치 식별부(835)는 자신의 위치를 확인하기 위한 전반적인 동작을 수행할 수 있으며, 예를 들어 위치 식별부(835)에 의해 확인된 위치 정보는 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 "RegLoc Element"에 인에이블먼트를 위한 위치 구성 정보(LCI)로서 포함될 수 있다.
채널 관리부(825)는 위치 식별부(835)를 통해 확인된 자신의 위치 정보를 이용하여 지리적 위치 데이터베이스에 접속하고, 해당 위치에서 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트를 취득하는 동작을 수행한다.
또한, 채널 관리부(825)는 상기 취득한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트에서 적어도 하나의 채널을 선택하고, 해당 채널에서 무선 네트워크를 개시하는 동작을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 통신 장치는 랜 도 1 내지 도 19를 참조하여 설명한 같은 본 발명의 실시예에 따른 인에이블먼트 방법을 수행할 수 있다.
이하, 도 20을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 무선 랜 통신 장치의 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 20을 참조하면, AP(800)는 현재 동작하는 TV 화이트 스페이스 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자(예를 들어, TV 방송 신호)가 존재하는지 여부에 대한 정보를 RF 송수신부(810)를 통해 비콘 프레임으로 브로드캐스팅할 수 있다.
상기 AP(800)의 RF 송수신부(810)로부터 송출되는 비콘 프레임은 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
즉, AP(800)의 RF 송수신부(810)로부터 송출되는 비콘 프레임은 "Element ID" 필드(311), "Length" 필드(312) 및 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)로 구성된 RegLoc Element(310)를 포함하며, 상기 RegLoc Element(310) 내부의 "DSE Registered Location element body fields" 필드(313)는 표 2를 참조하여 설명한 바와 같은 동작 클래스들 중 어느 하나를 지정하는 "Operating Class" 필드와 현재 동작 채널의 번호를 나타내는 "Channel Number" 필드를 포함할 수 있다.
상기 "Operating Class" 필드에 의해 지정되는 동작 클래스는 인접한 채널에 TV 방송 신호가 존재하는지 여부에 따라 정의된 "VWSAdjacentChannelBehavior"와 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior" 중 어느 하나의 행동 제한 집합(Behavior limits set)을 포함하므로, AP(800)는 인접 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부에 대한 정보를 상기 비콘 프레임을 이용해 주변의 스테이션들에게 전달할 수 있다.
이를 위해, AP(800)의 MAC부(820)는 상기 비콘 프레임을 구성하기 위한 정보들을 포함하는 데이터를 상위 계층으로부터 전달받아 처리한 후 PHY부(815)로 출력하며, PHY부(815)는 MAC부(820)로부터 입력되는 데이터를 처리하여 전송 요청된 비콘 프레임을 구성한 후 RF 송수신부(810)로 전달할 수 있다.
또한, AP(800)의 제어부(805)는 상위 계층으로부터 전달되는 제어 신호에 따라 상기 비콘 프레임을 브로드캐스팅하도록 RF 송수신부(810), PHY부(815) 및 MAC부(820)를 제어할 수 있다.
한편, 스테이션(850)의 RF 송수신부(860)는 AP(800)로부터 브로드캐스팅되는 상기 비콘 프레임을 수신하고, 제어부(855)는 상기 수신된 비콘 프레임으로부터 파싱된 인접 채널 정보에 따라 최대 신호 송신 파워를 설정할 수 있다.
예를 들어, 스테이션(850)의 PHY부(875)는 RF 송수신부(860)를 통해 수신된 비콘 프레임을 처리한 후 MAC부(870)로 전달하고, MAC부(870)는 PHY부(875)로부터 입력되는 수신 데이터를 가공하여 상기 비콘 프레임에 포함된 정보를 상위 계층으로 전달할 수 있다.
한편, 스테이션(850)의 제어부(855)는 AP(800)로부터 수신된 비콘 프레임을 이용하여 현재 동작 채널의 동작 클래스를 식별할 수 있으며, 상기 동작 클래스가 행동 제한 집합으로서 "TVWSAdjacentChannelBehavior"을 지정하고 있는 경우 최대 신호 송신 파워를 40㎽로 설정할 수 있다.
한편, 상기 동작 클래스가 "TVWSNonAdjacentChannelBehavior"을 지정하는 경우, 스테이션(800)의 제어부(855)는 최대 신호 송신 파워를 100㎽로 설정할 수 있다.
그 후, 스테이션(850)의 RF 송수신부(860)는 상기 설정된 최대 신호 송신 파워에 맞춰 AP(800)로 인에이블먼트 요청 신호를 송신할 수 있다.
또한, 상기 인에이블먼트 요청 신호를 수신한 AP(800)는 그에 응답하여 인에이블먼트 프로세스의 성공 여부를 알리기 위한 인에이블먼트 응답 신호를 RF 송수신부(810)를 통해 스테이션(850)으로 전송할 수 있다.
한편, 스테이션(850)의 RF 송수신부(860)와 AP(800)의 RF 송수신부(810) 사이에서 송수신되는 인에이블먼트 요청 신호 및 인에이블먼트 응답 신호는 도 11 및 도 12를 참조하여 설명한 바와 같은 구성을 가질 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 무선랜 시스템의 인에이블먼트 방법 중 적어도 일부는 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상기 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (17)

  1. 무선 네트워크를 관리하는 AP와 상기 AP에 연결된 적어도 하나의 스테이션을 포함하는 TV 화이트 스페이스 무선 랜 시스템에서, 상기 AP와의 네트워크 동작을 시작하고자 하는 스테이션의 인에이블먼트(enablement) 방법에 있어서,
    상기 무선 네트워크의 동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 상기 AP로부터 수신하는 단계; 및
    상기 AP로부터 수신된 정보에 따라 신호 송신 파워를 조정하여 상기 AP에 인에이블먼트를 요청하는 단계를 포함하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신 단계는
    상기 무선 네트워크의 동작 클래스(operating class) 및 채널 번호(channel number)에 대한 정보를 포함하는 비콘(beacon) 프레임을 상기 AP로부터 수신하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 동작 클래스는
    상기 인접 채널에 허가된 사용자가 존재하는 여부에 따라 서로 다른 행동 제한 집합(Behavior limits set)을 지정하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 요청 단계는
    상기 동작 클래스에서 지정된 행동 제한 집합에 따라 상기 AP로 송신하는 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 조정하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 요청 단계는
    상기 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는 경우, 상기 AP로 송신하는 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 감소시키는 단계를 포함하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에이블먼트 요청 단계 이전에, 상기 동작 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 일정 시간동안 검사하는 단계를 더 포함하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 무선 네트워크의 동작 채널은
    TV 화이트 스페이스 주파수 대역인 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 수신 단계 및 상기 요청 단계는
    상기 동작 채널인 TV 화이트 스페이스 주파수 대역을 이용하여 수행되는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 수신 단계는
    TV 화이트 스페이스에 포함되지 않은 외부 주파수 대역을 이용하여 상기 정보를 수신하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    TV 화이트 스페이스에 포함되지 않은 외부 주파수 대역을 이용하여, TV 화이트 스페이스 채널에 대한 인에이블먼트 프로세스를 수행하는 단계를 더 포함하는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 TV 화이트 스페이스 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 일정 시간동안 검사하는 단계를 더 포함하고,
    상기 검사 단계는 상기 외부 주파수 대역을 이용한 인에이블먼트 프로세스 중 적어도 일부와 동시에 수행되는 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  12. 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 주파수 대역은
    2.4GHz, 5GHz 및 셀룰라(cellular) 대역들 중 어느 하나인 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  13. 제9항 및 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 주파수 대역은
    신호 송출 전 동작 채널에 대한 가용성 체크가 요구되지 않는 대역인 무선 랜 시스템의 인에이블먼트 방법.
  14. TV 화이트 스페이스를 이용하여 신호를 송수신하는 무선랜 통신 장치에 있어서,
    동작 채널과 인접한 채널에 허가된 사용자가 존재하는지 여부를 나타내는 정보를 AP로부터 수신하고, 상기 AP와의 네트워크 동작을 시작하기 위한 인에이블먼트 요청 신호를 상기 AP로 송신하는 송수신부; 및
    상기 AP로부터 수신된 정보에 따라 상기 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 조정하는 제어부를 포함하는 무선 랜 통신 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 송수신부는
    상기 AP로부터 브로드캐스팅(broadcasting)되는 비콘 프레임을 수신하고,
    상기 비콘 프레임은 상기 AP가 관리하는 무선 네트워크의 동작 클래스 및 채널 번호에 대한 정보를 포함하는 무선 랜 통신 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 동작 클래스에서 지정된 행동 제한 집합에 따라 상기 AP로 송신하는 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 조정하며,
    상기 행동 제한 집합은 상기 인접 채널에 허가된 사용자가 존재하는 여부에 따라 정의되는 무선 랜 통신 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 인접 채널에 TV 방송 신호가 존재하는 경우, 상기 인에이블먼트 요청 신호의 송신 파워를 감소시키는 무선 랜 통신 장치.
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