WO2015088160A1 - 전력 정보 기반 간섭 제어 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

전력 정보 기반 간섭 제어 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015088160A1
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power
sta
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frame
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임동국
천진영
이욱봉
최진수
조한규
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엘지전자 주식회사
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    • H04W52/242—TPC being performed according to specific parameters using SIR [Signal to Interference Ratio] or other wireless path parameters taking into account path loss

Definitions

  • the following description relates to a method and apparatus for transmitting and receiving a signal by controlling interference on another wireless device based on actual transmission power or reception power information in a wireless communication system.
  • WLAN wireless local area network
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using an unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11 lib provides a transmission rate of 11 Mbps, and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz and provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802. 11 ⁇ employs multiple input / output 0FDM (muU iple input mul t iple output-OFDM, MIMCK DM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams.
  • IEEE 802.11 supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case a transmission rate of 600 Mbps.
  • the WLAN standard described above uses up to 160 MHz bandwidth and uses eight spatial streams.
  • the IEEE 802.1 lax standard which supports up to lGbi t / s speed, is discussed.
  • communication is fundamentally different from the wired channel environment, since the communication takes place over a shared wireless medium.
  • CSMA / CD carrier sense mult iple access / col lsion detection ion
  • a method for transmitting a signal by the first station in a wireless communication system from the second station Receiving a frame including power information on the actual transmission power or the actual reception power of the second station, and corrects the existing transmission power of the first station using the power information of the second station to
  • the present invention proposes a signal transmission method for determining a transmission power and transmitting a signal at the transmission power of the determined first station when the transmission power of the determined first station is equal to or less than a predetermined reference value.
  • a station apparatus operating as a first station in a wireless communication system, the station apparatus comprising: a transceiver configured to receive a frame from a second station, the frame including power information about actual transmit power or actual receive power of the second station; And a transmission power of the first station, connected to the transceiver, correcting an existing transmission power of a first station by using power information of a second station received through the transceiver, and transmitting the determined first station.
  • a station apparatus including a processor for controlling the transceiver to transmit a signal at the transmission power of the determined first station is proposed.
  • the power information of the second station may be the actual transmit power of the second station, and in this case, the existing transmit power correction of the first station is the actual transmit power of the second station and the existing transmit power of the first station.
  • the difference may be performed by adding or subtracting the difference to the existing transmit power of the first station.
  • the predetermined reference value may be set to a value obtained by multiplying an existing transmission power of the first station by a path loss value, wherein the path loss value is a value of a signal transmitted by the second station relative to the actual transmission power of the second station. Receive power It can be calculated by
  • the predetermined reference value may be set as a clear channel assessment (CCA) reference value.
  • CCA clear channel assessment
  • the power information of the second station may be the actual received power of the signal received by the second station, and in this case, the existing transmit power of the first station is calculated based on the actual received power information of the second station. This can be corrected through the path loss value.
  • the predetermined reference value may be set as a CCA (Clear Channel Assessment) reference value.
  • the frame including the power information of the second station may be any one of a Request to Send (RTS) frame or a Clear To Send (CTS) frame, whereas the power information of the second station may be a PLCP header of the frame. It may be included in the received.
  • RTS Request to Send
  • CTS Clear To Send
  • the interference control is performed based on the actual transmit power of another station, so that the medium occupied by another station can be efficiently transmitted and received.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a wireless LAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a wireless LAN system.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a DCF mechanism in a WLAN system.
  • 4 and 5 are exemplary diagrams for explaining the problem of the existing conflict resolution mechanism.
  • 6 is a diagram for explaining a mechanism for solving a hidden node problem using an RTS / CTS frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a mechanism for solving an exposed node problem using an RTS / CTS frame.
  • FIG. 8 is a diagram for describing in detail a method of operating using an RTS / CTS frame.
  • 9 to 11 are diagrams for explaining problems of the CCA rule to which a fixed ⁇ is applied.
  • 12 is a diagram illustrating a method of calculating ⁇ using power information and performing transmission power control through the power information according to an embodiment of the present invention.
  • 13 is a view for explaining an apparatus for implementing an interference control method according to the present invention.
  • the following detailed description includes specific details in order to provide a thorough understanding of the present invention. However, one of ordinary skill in the art appreciates that the present invention may be practiced without these specific details. In some instances, well-known structures and devices are omitted or shown in block diagram form, centering on the core functions of each structure and device, in order to avoid obscuring the concepts of the present invention. As described above, the following description relates to a method and apparatus for transmitting and receiving a signal by controlling interference on another wireless device based on actual transmission power or reception power information in a wireless communication system. To this end, first, the wireless LAN system to which the present invention is applied will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • the WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a set of stations that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • An STA is a logical entity that includes Medium Access Control (MAC) and a Physical Layer interface to a wireless medium.
  • the STA is a non-AP STA and a non-AP STA. It includes.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name of the unit (Mobile Subscriber Unit).
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to the AP to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • IBSS Infrastructure BSS and Independent BSS
  • the BBS shown in FIG. 1 is an IBSS.
  • IBSS means a BSS that does not include an AP, and because it does not include an AP, access to the DS is not allowed, thus forming a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • the infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP, but when direct link (l ink) is established between non-AP STAs, direct communication between non-AP STAs is also possible.
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • STAs included in the ESS may communicate with each other, and non-AP STAs may move from one BSS to another BSS while communicating seamlessly within the same ESS.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS does not necessarily need to be a network, and there is no limitation on its form as long as it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other. Based on the above description, a collision detection technique in a different WLAN system will be described.
  • DCF distributed coordination function
  • CSMA / CA carrier sense multiple access / collision avoidance
  • FIG. 3 is a view for explaining a DCF mechanism in a WLAN system.
  • the DCF performs a dear channel assessment (CCA) that senses a medium for a specific period (eg, DIFS: DCF inter-frame space) before STAs having data to transmit transmit data.
  • CCA dear channel assessment
  • the STA can transmit a signal using the medium.
  • the random backoff period enables the avoidance of the stratification. Assuming that there are several STAs for transmitting data, each STA has a probability of different backoff intervals, resulting in different transmissions. Because you have time. When one STA starts transmission, the other STAs cannot use the medium.
  • the random backoff time and procedure are as follows.
  • the random backoff count is a pseudo-random integer value and selects one of the uniformly distributed values in the range [0 CW]. CW stands for 'contention window'.
  • the CW parameter takes the CWmin value as the initial value, but if the transmission fails, the value is doubled. For example, if an ACK response for a transmitted data frame is not received, a collision may be considered. If the CW value has a CWmax value It is also possible to maintain the CWmax value until the data transmission is successful, and the data transmission succeeds and resets to the CWmin value. At this time, CW, CWmin, CWmax is preferable to maintain 2 "-1 for convenience of implementation and operation.
  • the STA selects a random backoff count within the range of [0 CW] and continuously monitors the medium while the backoff slot is counted down. In the meantime, if the medium is busy, it stops counting down, and when the medium becomes idle again, it resumes counting down the remaining backoff slots.
  • STA3 when there is data that several STAs want to send, STA3 immediately transmits a data frame because the medium is idle as much as DIFS, and the remaining STAs wait for the medium to be idle. Since the medium has been busy for some time, several STAs will be looking to use the medium. Therefore, each STA selects a random backoff count. In FIG. 3, STA 2, which has selected the smallest backoff count, transmits a data frame.
  • FIG. 3 illustrates that STA 5, which has the next smallest random backoff count value after STA 2 and stops counting down when the medium is busy, starts data frame transmission after counting down the remaining backoff slots. The overlapping with the backoff count value shows that a stratification has occurred. In this case, since both STAs do not receive an ACK answer after the data transmission, the CT is doubled and the random backoff count value is selected again.
  • the most basic of CSMA / CA is carrier sensing. Terminal is DCF Physical carrier sensing and virtual carrier sensing may be used to determine whether a medium is busy or idle.
  • Physical carrier sensing is performed at the PHY (physical layer) stage and is performed through energy detect ion or preamble detect ion. For example, if it is determined that the voltage level at the receiver or the preamble is read, it can be determined that the medium is busy.
  • Virtual carrier sensing is performed by setting a network al locat ion vector (NAV) to prevent other STAs from transmitting data through the value of the duration field of the MAC header.
  • NAV network al locat ion vector
  • a robust collision detection mechanism was introduced to reduce the possibility of masonry, which can be seen in the following two examples. For convenience, the carrier sensing range is assumed to be the same as the transmission range.
  • FIG. 4 and 5 are exemplary diagrams for explaining the problem of the existing conflict resolution mechanism.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining hidden node problems.
  • STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA C does not detect signal transmission of STA A because STA C is outside the transmission range of STA A when carrier C senses a medium before STA C sends data to STA B. It is possible that the medium is idle.
  • STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, so a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node (hidden node) of STA C.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining hidden node problems.
  • STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA C does not detect signal transmission of STA A because STA C is outside the transmission range of STA A when carrier C senses a medium before STA C sends data to STA B. It
  • STA B is transmitting data to STA A.
  • STA C performs carrier sensing. Since STA B transmits information, it is detected that the medium is busy. As a result, even if STA C wants to transmit data to STA D, Because it is sensed as busy, there is a need to wait unnecessarily until the medium is idle. That is, STA A may be prevented from transmitting information of STA C even though it is outside the CS range of STA C. At this time, STA C becomes an exposed node of STA B.
  • RTS request to send
  • CTS cl ear to send
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a mechanism for solving a hidden node problem using an RTS / CTS frame.
  • STA A and STA C both attempt to transmit data to STA B.
  • STA A sends the RTS to STA B
  • STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it.
  • STA C waits until the data transmission of STA A and STA B is completed, thereby avoiding the dolmen.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a mechanism for solving an exposed node problem using an RTS / CTS frame.
  • the STA C can recognize that no collision occurs even when transmitting data to another STA D. That is, STA B transmits the RTS to all surrounding terminals, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Because STA C only receives RTS and not STA A's CTS It can be seen that STA A is outside the CS range of STC C.
  • FIG. 8 is a diagram for describing in detail a method of operating using the RTS / CTS frame as described above.
  • a transmitting STA may transmit an RTS frame to a receiving STA to transmit a signal after a discrete FS (DIFS).
  • the receiving STA receiving the RTS frame may transmit the CTS to the transmitting STA after SIFS (Short IFS).
  • SIFS discrete FS
  • the transmitting STA receiving the CTS from the receiving STA may transmit data as shown in FIG. 8 after SIFS.
  • the receiving STA receiving the data may transmit an ACK response to the data received after SIFS.
  • the STA that has received the RTS / CTS of the transmitting STA among the neighboring STAs other than the above-mentioned transmitting and receiving STAs determines whether the medium is busy by receiving the RTS / CTS as described above with reference to FIGS. 6 and 7. And, accordingly, a network al locat ion vector (NAV) can be set.
  • NAV network al locat ion vector
  • the 802.11 device determines the presence or absence of signal transmission for the corresponding channel by identifying the state (clear or occupied) of the channel based on the CCA rule. For example, at 802.
  • the device uses the CCA thresholds for the primary and secondary channels to determine if the channel received is not greater than the CCA threshold. Recognizes as clear and transmits signal using corresponding channel.
  • the CCA threshold of the primary channel is set to -82 dbm
  • the threshold of the secondary channel is set to -62 dbm.
  • the strength of the transmitted signal is the ⁇ (for example, the difference between the received signal strength and the transmitted signal strength) may be determined for the strength.
  • FIG. 9 is a view for explaining the problem of the CCA rule applying a fixed ⁇ .
  • a STAJ exists between the API and the AP2, and the STAJ is associated with the API.
  • the API may transmit a Request to Send (RTS) as described above in order to transmit a packet to an STAJ located in the BSS.
  • RTS Request to Send
  • the STAJ may transmit a CTS, which is a response message to the RTS, to the API.
  • AP2 detects a CTS frame transmitted by STAJ, but assumes a situation in which a network allocation vector (NAV) cannot be set.
  • NAV network allocation vector
  • AP2 of the adjacent BSS estimates the RSSI for the CTS transmitted by the STAJ and performs CCA for the channel. If the received signal has a strength of -90dbm, the RSSI is lower than the CCA threshold, and AP2 determines that the channel is clear and performs packet transmission. In this case, since the power of the transmitted packet is -80dbm, the transmission of the signal may be received by the STAJ at a power greater than the CCA threshold, and thus may interfere with the transmission of the signal between the STAJ and the API. Problem 2
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another problem of the CCA rule to which a fixed ⁇ is applied.
  • the AP may receive a request to send (RTS) frame for packet transmission from the STA_2 in the BSS.
  • RTS request to send
  • the AP transmits a voice answer message through the CTS frame, and the transmitted CTS (clear to send) frame transmits the AP (lOdbm).
  • the transmit power of the CTS frame transmitted by the AP is -80dbm, the neighboring STAJ performing CCA for packet transmission that is higher than the CCA threshold does not perform packet transmission according to the CCA rule.
  • 11 is a view for explaining another problem of the CCA rule to which a fixed ⁇ is applied.
  • the ST / L1 may transmit an RTS frame to the AP for packet transmission.
  • the RSSI of the RTS frame is -90dbm and the AP can transmit the CTS frame to the STA_1 with a power of -80dbm by applying the AP (10dbm).
  • STA ⁇ can only see the RTS frames sent by STH. The CTS received and not transmitted by the AP is not received.
  • ⁇ _ 2 recognizes a channel through which the AP and STA_1 are transmitting and receiving signals to each other as the C ear channel and may start packet transmission using the channel.
  • ⁇ _2 may also apply an AP (lOdbm) to transmit a packet with a power of -80dbm, and the signal transmitted by ST 2 acts as an interference greater than the CCA threshold, affecting transmission and reception between the AP and STA_1.
  • the actual power information of the STA / AP (e.g., power level, power class, discrete power, received power (RSSI), etc.) to solve the problems described above.
  • the present invention proposes a method in which another AP / STA transmits and receives a signal using the above information by transmitting the same in a management frame such as CTS / RTS or a PLCP header. That is, according to the present embodiment, power information of a STA / AP having various capabilities (for example, a notebook, a smartphone, a tablet, etc.) is included in a PLCP header so that when the STA / AP having various capabilities transmits a data frame.
  • the transmission data may be transmitted every time or before d data frame transmission through a control frame or a management frame such as RTS / CTS that transmits / receives data before transmitting data through a connection.
  • the STA / AP 1 may receive a frame including power information on actual transmission power or actual reception power of the STA / AP 2 from the STA / AP 2. Through this, STA / AP 1 may set ⁇ based on the actual power information of STA / AP 2 instead of applying the collective ⁇ as described above (S1210). On the other hand, STA / AP 1 described above from STA / AP 2 As described above, the transmission power Ptx of the STA / AP 1 may be corrected using the set ⁇ (S1220).
  • the STA / AP 1 may transmit a signal with the determined transmission power (S1240). However, when the determined transmission power is greater than or equal to a predetermined reference value, the STA / AP 1 may reset the transmission power by correcting the transmission power again (S1220).
  • the power information of the STA / AP 2 may be transmission power information of the STA / AP 2.
  • STA / AP 1 is a transmission power (P_other) and its own transmission power (P self ) of STA / AP 2 having various capabilities obtained through the received frame (for example, data frame, control frame management frame) ),
  • the STA / AP 1 determines whether to interfere with the STA / AP 2 that is currently transmitting and receiving by occupying the channel. Can be. Interference with respect to channel occupancy STA / AP 2 may be determined whether the CCA rule is satisfied.
  • the transmit power is a threshold value.
  • S1230 it is determined that there is no influence of interference, and STA / AP 1 may transmit a signal through an occupied channel (S1240).
  • the threshold may be used as the CCA threshold. It may be obtained using other methods such as being transmitted from a BSS AP or used by receiving from another BSS AP / STA.
  • the STA / AP 1 may start packet transmission on the corresponding channel (S1240). In this case, the STA / AP may change and use the CCA rule / threshold value to perform transmission on the corresponding channel.
  • interference control may be performed through power control of ⁇ and STA / AP.
  • the STA / AP adjusts the transmission power of the STA / AP to satisfy the transmission power according to the CCA rule using ⁇ , and may not interfere with the AP / STA 2 transmitting and receiving signals by occupying the current channel. If a signal can be transmitted at a predetermined transmit power (i.e., when the transmit power is lower than the threshold), a packet can be transmitted and received using the corresponding channel.
  • STA / AP 1 transmitting a packet through a channel occupied by another STA / AP2 may transmit and receive a packet using the method only within TX0P of the STA / AP 2 currently occupying the corresponding channel.
  • TX0P for the channel occupancy can be determined through a beacon frame or TIM.
  • the AP and the STA may transmit signals using a channel occupied by another STA / AP 2 through the same method using different CCA levels or thresholds.
  • the STA / AP 1 receiving the signal controls the received signal strength (RSSI), such as RTS / CTS, which is obtained through a control / management frame such as a data frame or a CTS / RTS frame received from a transmitting AP / STA 2 having various capabilities. /management It can be transmitted in a frame or PLCP header. In this case, the RSSI information may be transmitted every time a data frame is transmitted or transmitted through a control / management frame transmitted and received before data transmission.
  • the STA / AP 1 may know a channel state between the STA 2 and the AP 2 transmitting and receiving a signal in the corresponding channel through the RSSI transmitted from another STA / AP 2.
  • the STA / AP 1 is affected by the interference on the STA / AP 2 occupying the corresponding channel
  • packet transmission may be performed using a corresponding channel.
  • whether the interference by the transmission of the STA / AP 2 may be determined using the following information.
  • FIG. 13 is a diagram for describing an apparatus for implementing the interference control method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 13 may speak to the STA / AP 1 ′ described above and the wireless device 850 may speak to the STA / AP 2 described above.
  • the STA / AP 1 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830.
  • the STA / AP 2 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880.
  • the transceivers 830 and 880 may transmit / receive radio signals and may be executed in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 810 and 860 are executed in the physical layer and / or MAC layer, and are connected to the transceivers 830 and 880. Processors 810 and 860 may perform the interference control procedure mentioned above.
  • Processors 810 and 860 and / or transceivers 830 and 880 may include specific integrated circuits (appl icat ion-speci fic integrated circuits, ASICs), other chipsets, logic circuits and / or data processors. .
  • the memories 820 and 870 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media, and / or other storage units. When an embodiment is executed by software, the method described above can be executed as a module (eg, process, function) that performs the functions described above.
  • the modules may be stored in the memory 820, 870 and executed by the processor 810, 860.
  • the memories 820 and 870 may be disposed inside or outside the processes 810 and 860 and may be connected to the processes 810 and 860 by well-known means.
  • the present invention has been described on the assumption that it is applied to an IEEE 802.11-based WLAN system, but is not limited thereto.
  • the present invention can be applied in the same manner to various wireless systems that require interference control between wireless devices such as inter-device communication.

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Abstract

본 문서는 무선 통신 시스템에서 실제 전송 전력 또는 수신 전력 정보에 기반하여 다른 무선 기기에 미치는 간섭을 제어하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 구성된 STA 1은 STA 2 로부터 STA 2의 실제 전송 전력 또는 실제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는 프레임을 수신한다. 이를 통해 STA 1은 STA 1의 기존 전송전력을 STA 2의 전력 정보를 이용하여 보정하여 전송 전력을 결정하고, 결정된 STA 1의 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우 이를 통해 신호를 전송한다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
전력 정보 기반간섭 제어 신호 송수신 방법 및 이를 위한 장치
【기슬분야】
이하의 설명은 무선 통신 시스템에서 실제 전송 전력 또는 수신 전력 정보에 기반하여 다른 무선 기기에 미치는 간섭을 제어하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
모든 무선 통신에 있어서, 간섭 제어에 대한 요구는 다양하나， 이하에서는 본 발명이 적용될 수 있는 시스템의 일례로서 무선랜 (wireless local area network, WLAN) 시스템에 대해 설명한다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE( Inst i tute of Electr ical and Electronics Engineers) 802. 11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역 (unl icensed band)을 이용하고， IEEE 802. lib는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802. 11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화 (Orthogonal frequency-divi sion mul t iplexing, OFDM)를 적용하여， 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802. 11η은 다중입출력 0FDM(muU iple input mul t iple output-OFDM, MIMCK DM)을 적용하여， 4 개의 공간적인 스트림 (spat ial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802. 11η에서는 채널 대역폭 (channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며， 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8개의 공간 스트림을 지원하여 최대 lGbi t/s의 속도를 지원하는 IEEE 802. 1 lac 표준을 거쳐, IEEE 802.1 lax표준화에 대한논의가 이루어지고 있다.
IEEE 802. 11에서 통신은 공유 무선 매체 (shared wireless medium)에서 이루어지기 때문에， 유선 채널 환경과는 근본적으로 다른 특징을 가진다. 예를 들어 유선통신 환경에서는 CSMA/CD (carr ier sense mul t iple access/col l i sion detect ion) 기반으로 통신이 가능했다. 즉， 전송단에서 한번 신호가 전송되면 채널 환경이 큰 변화가 없기 때문에 수신단까지 큰 신호 감쇄를 겪지 않고 전송이 된다. 이 때 두 개 이상의 신호의 충돌이 발생하면 수신단단에서 감지된 수신전력이 순간적으로 송신단에서 전송한 전력보다 커지기 때문에 이를 통해 충돌 여부를 검출할 수 있었다.
하지만 무선 채널 환경은 다양한 요소들 (예를 들어 거리에 따라 신호의 감쇄가 크거나 순간적으로 deep fading을 겪을 수 있다)이 채널에 영향을 주기 때문에 실제로 수신단에서 신호가 제대로 전송이 되었는지， 혹은 층돌이 있는지 전송단은 정확히 캐리어 샌싱 (carr ier sensing)을 할 수가 없다.
【발명의 상세한설명】
【기술작과제】
상술한 바와 같은 무선통신 시스템에서 기기간 간섭을 효율적으로 제어하여 신호를 송수신하는 기술이 요구된다.
【기술적 해결방법】
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무선통신 시스템에서 제 1 스테이션이 신호를 전송하는 방법으로서， 제 2 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 또는 실제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는 프레임을 수신하고， 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 상기 제 2 스테이션의 전력 정보를 이용하여 보정하여 상기 제 1 스테이션의 전송 전력을 결정하고， 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우， 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력으로 신호를 전송하는 신호 전송 방법을 제안한다.
다른 일 측면에서는 무선통신 시스템에서 제 1 스테이션으로서 동작하는 스테이션 장치로서, 제 2 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 또는 실제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는 프레임을 수신하도록 구성된 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어， 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 상기 송수신기를 통해 수신한 제 2 스테이션의 전력 정보를 이용하여 보정하여 상기 제 1 스테이션의 전송 전력을 결정하고， 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우， 상기 송수신기가 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력으로 신호를 전송하도록 제어하는 프로세서를 포함하는 스테이션 장치를 제안한다.
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력일 수 있으며, 이 경우 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력 보정은, 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력과 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력의 차이를 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 가산또는 감산하는 방식으로 수행될 수 있다. 또한， 상기 일정 기준치는 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 경로 손실값을 곱한 값으로 설정될 수 있으며, 상기 경로 손실값은 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 대비 상기 제 2 스테이션이 전송한 신호의 수신 전력을 통해 산정할수 있다.
또한， 이와 달리 상기 일정 기준치는 CCA (Clear Channel Assessment ) 기준치로 설정될 수 있다.
한편， 상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 제 2 스테이션이 수신한 신호의 실제 수신전력일 수 있으며, 이 경우 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력은 상기 제 2 스테이션의 실제 수신전력 정보에 기반하여 산정된 경로 손실값을 통해 보정할수 있다.
이때， 상기 일정 기준치는 CCA (Clear Channel Assessment ) 기준치로 설정될 수 있다.
상기 제 2 스테이션의 전력 정보를 포함하는 프레임은， RTS (Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear To Send) 프레임 중 어느 하나일 수도 있고, 이와 달리 상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 프레임의 PLCP 해더에 포함되어 수신될 수도 있다.
【유리한 효과】
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면 다른 스테이션의 실제 전송 전력 기반으로 간섭 제어가 이루어져 타 스테이션이 점유하는 매체를 효율적으로 공유하여 신호를 송수신할수 있다.
【도면의 간단한 설명】
도 1은무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한도면이다.
도 4 및 5는 기존 충돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도들이다. 도 6은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한도면이다.
도 7은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한도면이다.
도 8은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 11은 고정된 ΔΡ 를 적용한 CCA 규칙의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 전력 정보를 이용하여 ΔΡ를산정하고， 이를 통해 전송 전력 제어를 수행하는 방법을 설명하는 도면이다. 도 13은 본 발명에 따라 간섭 제어 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며， 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우， 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나， 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한블록도 형식으로 도시된다. 상술한 바와 같이 이하의 설명은 무선 통신 시스템에서 실제 전송 전력 또는 수신 전력 정보에 가반하여 다른 무선 기기에 미치는 간섭을 제어하여 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트 (Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할수 있는 스테이션 (Statio STA)의 집합이다.
STA는 매체 접속 제어 (Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층 (Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서， 액세스 포인트 (access point, AP)와 비 AP STA(Non-AP Stat ion)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말 (terminal ) , 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit /Receive Unit, WTRU) , 사용자 장비 (User Equipment, UE), 이동국 (Mobile Station, MS), 휴대용 단말 (Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛 (Mobile Subscriber Unit) 둥의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
그리고, AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템 (Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기， 기지국 (Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
BSS는 인프라스트릭처 (infrastructure) BSS와 독립적인 (Independent) BSS(IBSS)로 구분할수 있다. 도 1에 도시된 BBS는 IBSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않는 BSS를 의미하고, AP를 포함하지 않으므로, DS로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크 (sel f -contained network)를 이룬다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 BSS는 인프라스트력처 BSS이다. 인프라스트릭처 BSS는 하나 이상의 STA 및 AP를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS에서 비 AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나， 비 AP STA간에 직접 링크 ( l ink)가설정된 경우에는 비 AP STA들사이에서 직접 통신도 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이， 복수의 인프라스트릭처 BSS는 DS를 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트 (Extended Service Set , ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은서로 통신할 수 있으며， 동일한 ESS 내에서 비 AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘 (mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대， DS는 메쉬 (mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고 AP들을서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다. 이상을 바탕으로 본 발명에서 다를 무선랜 시스템에서 충돌 검출 기술에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이 무선환경에서는 다양한 요소들이 채널에 영향을 주기 때문에 송신단이 정확하게 충돌 검출을 수행할 수 없는 문제가 있다. 그래서 802.11에서는 CSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance) 메커니즘인 DCF(distributed coordination function)을 도입했다.
도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
DCF는 전송할 데이터가 있는 STA들이 데이터를 전송하기 전에 특정 기간 (예를 들어 DIFS: DCF inter-frame space) 동안 매체를 센싱하는 CCA(dear channel assessment)를 수행한다. 이 때 매체가 idle 하다면 STA은 그 매체를 이용해 신호 전송이 가능하다. 그렇지만 매체가 busy일 경우는 이미 여러 STA들이 그 매체를 사용하기 위해 대기하고 있다는 가정하에 DIFS 에 추가적으로 랜덤 백오프 주기 (random backoff period) 만큼 더 기다린 후에 데이터를 전송할수 았다. 이 때 랜덤 백오프 주기는 층돌을 회피할 수 있게 해 주는데， 이는 데이터를 전송하기 위한 여러 STA들이 존재한다고 가정할 때， 각 STA은 확률적으로 다른 백오프 간격값을 가지게 되어, 결국 서로 다른 전송 타임을 가지게 되기 때문이다. 한 STA이 전송을 시작하게 되면 다른 STA들은 그 매체를사용 할 수 없게 된다. 랜덤 백오프 시간과 프로시져에 대해 간단히 알아보면 다음과 같다.
특정 매체가 busy에서 idle로 바뀌면 여러 STA들은 데이터를 보내기 위해 준비를 시작한다. 이 때 층돌을 최소화 시키기 위해 데이터를 전송하고자 하는 STA들은 각각 랜덤 백오프 카운트를 선택하고 그 슬롯 시간 만큼 기다린다. 랜덤 백오프 카운트는 유사 랜덤 정수 (pseudo-random integer) 값이며 [0 CW] 범위에서 균일 분포된 값중 하나를 선택하게 된다. CW는 'contention window'를 의미한다.
CW 파리미터는 초기값으로 CWmin값을 취하지만 전송이 실패를 하게 되면 값을 2배로 늘리게 된다. 예를 들어 전송한 데이터 프레임에 대한 ACK 웅답을 받지 못했다면 충돌이 난 것으로 간주할 수 있다. CW값이 CWmax값을 가지게 되면 데이터 전송이 성공하기 전까지 CWmax값을 유지하도특 하며， 데이다 전송이 성공을 하며 CWmin값으로 재설정하게 된다. 이때 CW, CWmin, CWmax은 구현과 동작의 편의를 위해 2" -1을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편 랜덤 백오프 절차가 시작되면 STA은 [0 CW] 범위 안에서 랜덤 백오프 카운트를 선택한 후 백오프 슬롯이 카운트 다운되는 동안 계속 해서 매체를 모니터링하게 된다. 그 사이 매체가 busy 상태가 되면 카운트 다운을 멈추고 있다가 매체가 다시 idle해지면 나머지 백오프슬롯의 카운트 다운을 재개한다. 도 3을 참조하면， 여러 STA들이 보내고 싶은 데이터가 있을 때 STA3의 경우 DIFS 만큼 매체가 idle 했기 때문에 바로 데이터 프레임을 전송하고, 나머지 STA들은 그 매체가 idle이 되기를 기다린다. 한 동안 매체가 busy상태였기 때문에 여러 STA이 그 매체를 사용할 기희를 보고 있을 것이다. 그래서 각 STA는 랜덤 백오프 카운트를 선택하게 되는데， 도 3에서는 이 때 가장 작은 백오프 카운트를 선택하게 된 STA 2가 데이터 프레임을 전송하는 것을 도시하고 있다.
STA2의 전송이 끝난 후 다시 매체는 idle 상태가 되고, STA들은 다시 멈췄던 백오프 간격에 대한 카운트 다운을 재개한다. 도 3은 STA 2 다음으로 작은 랜덤 백오프 카운트 값을 가졌고 매체가 busy일 때 잠시 카운트 다운을 멈췄던 STA 5가 나머지 백오프 슬롯을 마저 카운트 다운한 후 데이터 프레임 전송을 시작했지만 우연히 STA 4의 랜덤 백오프 카운트 값과 겹치게 되어 층돌이 일어났음을 도시하고 있다. 이 때 두 STA 데이터 전송 이후 모두 ACK 웅답을 받지 못하기 때문에 CT를 2배로 늘린 후 다시 랜덤 백오프 카운트 값을 선택하게 된다. 이미 언급했듯이 CSMA/CA의 가장 기본은 캐리어 센싱이다. 단말기는 DCF 매체의 busy/idle 여부를 판단하기 위해 물리 캐리어 센싱과 가상 캐리어 센싱을 사용할 수 있다. 물리 캐리어 센싱은 PHY(physical layer)단에서 이루어지며 에너지 검출 (energy detect ion)이나프리엠블 검출 (preamble detect ion)을통해 이루어진다. 예를 들어 수신단에서의 전압 레벨을 측정하거나 프리엠블이 읽힌 것으로 판단이 되면 매체가 busy한 상태라고 판단할 수 있다. 가상 캐리어 센싱은 NAV(network al locat ion vector)를 설정하여 다른 STA들이 데이터를 전송하지 못하도록 하는 것으로 MAC 헤더의 지속기간 필드 (Durat ion f ield)의 값을 통해 이루어진다. 한편 층돌의 가능성을 줄이기 위해 로버스트 충돌 검출 메커니즘 (robust col l ision detect mechani sm)을 도입을 했는데 그 이유는 다음과 같은 두 가지 예제에서 확인 할 수 있다. 편의를 위해 캐리어 센싱 범위는 전송 범위와같다고 가정한다.
도 4 및 5는 기존 충돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도들이다ᅳ 구체적으로， 도 4는 숨겨긴 노드 문제 (hidden node i ssues)를 설명하기 위한 도면이다. 본 예는 STA A와 STA B는 통신 중에 있고， STA C가전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황에서 STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 매체를 캐리어 센싱할 때 STA C가 STA A의 전송 범위 밖에 있기 때문에 STA A의 신호 전송을 검출하지 못하고 매체가 idle상태에 있다고 볼가능성이 있다. 결국 STA B는 STA A와 STA C의 정보를동시에 받기 때문에 충돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드 (hidden node)라고 할 수 있다. 한편， 도 5는 노출된 노드 문제 (exposed node i ssues)를 설명하기 위한 도면이다. 현재 STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있다. 이 때 STA C는 캐리어 센싱을 하게 되는데 STA B가 정보를 전송하는 상태이기 때문에 매체가 busy라고 감지가 된다. 그 결과 STA C가 STA D에 데이터를 전송하고 싶을지라도 매체가 busy라고 센싱되기 때문에 매체가 idle이 될 때까지 불필요하게 기다려야 하는 상황이 발생한다. 즉, STA A는 STA C의 CS 범위 밖에 있음에도 불구하고 STA C의 정보 전송을 막게 되는 경우가 발생한다. 이 때 STA C는 STA B의 노출된 노드 (exposed node)가 된다.
위에서 언급한 상황에서 충돌 회피 메커니즘을 잘 이용하기 위해 RTS(request to send)와 CTS(cl ear to send)등의 short s ignal ing packet을 도입함으로써 주위의 STA들이 두 STA의 정보 전송 여부를 overhear ing 할 수 있는 여지를 남길 수 있다. 즉, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면 수신단 STA은 CTS 프레임을 주위의 단말들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
도 6은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우이다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과， STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 층돌을 피할수 있게 된다.
도 7은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 STA A와 STA B의 RTS/CTS 전송을 overhear ing 함으로써 STA C는 또 다른 STA D에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않음을 알 수 있게 된다. 즉 STA B는 주위의 모든 단말기에 RTS를 전송하고 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 CS 범위 밖에 있다는 것을 알수 있다.
도 8은 상술한 바와 같은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서 송신단 STA은 DIFS (Distr ibuted IFS) 이후 신호를 전송할 수신단 STA에 RTS 프레임을 전송할 수 있다. 이 RTS 프레임을 수신한 수신단 STA은 SIFS (Short IFS) 이후 CTS를 송신단 STA에 전송할 수 있다. 수신단 STA으로부터 CTS를 수신한 송신단 STA은 SIFS 이후 도 8에 도시된 바와 같이 데이터를 전송할 수 있다. 데이터를 수신한 수신단 STA은 SIFS 이후 수신된 데이터에 대해 ACK웅답을 전송할 수 있다.
한편, 상술한 송수신단 STA이외의 이웃 STA들 중 송신단 STA의 RTS/CTS를 수신한 STA은 도 6 및 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이 RTS/CTS의 수신 여부를 통해 매체의 busy 여부를 판단하고, 이에 따라 NAV(network al locat ion vector)를 설정할수 있다. NAV기간이 종료하면 DIFS 이후 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 충돌 해결을 위한과정을 수행할수 있다. 상술한 바와 같이 802.11 기기는 CCA 규칙에 기반하여 채널의 상태 (clear 또는 occupied)를 파악하여 해당 채널에 대한 신호 전송 유무를 결정한다. 예를 들어， 802. 11ac에서 기기는 주 채널 (pr imary channel )과 보조 채널 (secondary channel )에 대한 CCA 임계치를 이용하여 해당 채널에서 수신한 신호의 세기가 CCA 임계치보다 크지 않은 경우에 상기 채널이 clear하다고 인식하여， 해당 채널을 이용하여 신호를 전송한다. 802. 11ac 에서 주 채널의 CCA 임계치는 -82dbm, 보조 채널의 임계치는 -62dbm로 설정되어 있다. 이때 전송하는 신호의 세기는 수신한 신호의 세기에 대해서 ΔΡ (예를 들어 , 수신 신호 세기 대비 전송 신호 세기 차이 값)를 적용하여 정해질 수 있다.
예를 들어， ΔΡ 가 lOdbm인 경우에 기기가 수신한 신호의 RSSI (receive signal strength indicator)가 -90dbm이라면， CCA 임계치를 만족하며 , 이때 기기는 해당 채널에 대하여 ΔΡ 를 적용하여 -80dbm 전력으로 신호를 전송할 수 있다. 다만， 이러한 CCA 규칙을 이용하여 802. 11 기기가 신호를 전송하는 경우에 다음과 같은 문제점을 야기할수 있다. 문제점 1
도 9는 고정된 ΔΡ를 적용한 CCA규칙의 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에 도시된 바와 같이 API 과 AP2 사이에 STAJ이 존재하며， STAJ은 API에 연결 (association)되어 있는 상황을 가정한다. API은 BSS내에 위치한 STAJ으로 패킷을 전송하기 위하여 상술한 바와 같이 RTS(Request to Send)를 전송할 수 있다. API이 전송한 RTS를 수신한 STAJ은 RTS에 대한 응답 메시지인 CTS를 API으로 전송할 수 있다. 이때 AP2는 STAJ이 전송한 CTS 프레임을 검출하지만 NAV(network allocation vector)를 설정하지 못하는 상황을 가정한다. 이에 따라, 근접한 BSS의 AP2는 STAJ 전송한 CTS에 대한 RSSI를 추정하여 상기 채널에 대한 CCA를 수행한다. 수신한 신호의 세기가 -90dbm라 하면 상기 RSSI는 CCA 임계치 보다 낮으므로 AP2는 상기 채널이 clear 하다고 판단하여 패킷 전송을 수행한다. 이때 전송되는 패킷의 전력이 -80dbm이므로 상기 신호의 전송은 STAJ에게 CCA 임계치 보다 큰 전력으로 수신되어 STAJ과 API과의 신호 전송에 간섭으로 작용할 수 있다ᅳ 문제점 2
도 10은 고정된 ΔΡ 를 적용한 CCA 규칙의 또 다른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 에서와 같이 BSS 내에서 AP는 STA_2로부터 패킷 전송에 대한 RTS(request to send)프레임을 수신할수 있다. 이때 AP가 STA_2로부터 수신한 RTS 프레임의 수신 신호 세기 (RSSI)가 -90dbm 일 경우에 AP는 웅답 메시지를 CTS 프레임을 통해서 전송하며, 이때 전송되는 CTS(clear to send) 프레임은 AP(lOdbm)를 적용하여 -80dbm의 전력으로 STAᅳ 2로 전송될 수 있다. 상기에서 AP가 전송한 CTS 프레임의 전송 전력이 -80dbm 이므로 CCA 임계치 보다 높아 패킷 전송을 위해서 CCA를 수행하는 주변 STAJ은 CCA 규칙에 의하여 패킷 전송을 수행하지 않는다. 하지만 87八_1의 위치 및 수신 RTS 신호 세기 등을 고려하면 STAJ의 패킷 전송이 STA_2의 패킷 수신 /AP의 패킷 전송에 영향을 주지 않을 수 있다. 따라서,사용할수 있는 자원을사용하지 못해서 자원 효율성이 떨어지는 문제점을 가진다. 문제점 3
도 11은 고정된 ΔΡ 를 적용한 CCA 규칙의 또 다른 문제점을 설명하기 위한 도면이다.
STA/AP가 RTS 만 수신하고 CTS를 수신하지 못하는 경우에도 다음과 같은 문제점을 야기할 수 있다. 예를 들어 도 11에서 나타낸 것과 같이 ST/L1은 패킷 전송을 위하여 AP로 RTS 프레임을 전송할 수 있다. 이때， 상기 RTS 프레임의 RSSI는 - 90dbm이고 AP는 AP (lOdbm)를 적용하여 -80dbm의 전력으로 STA_1으로 CTS 프레임을 전송할 수 있다. 하지만 STA ^는 STH 이 전송한 RTS 프레임 만을 수신하고 AP가 전송한 CTS는 수신하지 못한다. 또한 STA_2가 수신한 RTS 프레임의 RSSI가 -90dbm이므로 CCA 임계치 보다 낮아 /\_2는 AP와 STA_1이 서로 신호를 송수신하고 있는 채널을 C l ear 채널로 인식하여 상기 채널을 이용하여 패킷 전송을 시작할 수 있다. 이때, ^ _2도 AP ( lOdbm)를 적용하여 -80dbm의 전력으로 패킷을 전송할 수 있으며， 상기 ST 2가 전송하는 신호는 CCA 임계치보다 큰 간섭으로 작용하여 AP와 STA_1과의 송수신에 영향을 미치는 문제점을 가진다.
본 발명의 바람직한 일 실시형태에서는 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 STA/AP의 실제 전력 정보 (예를 들어， 전력 레벨， 전력 클래스， 이산 전력 (di screte power ) , 수신 전력 (RSSI ) 등)을 CTS/RTS등과 같은 관리 프레임 혹은 PLCP 해더에 포함하여 전송함으로써, 다른 AP/STA가 상기 정보를 이용하여 신호를 송수신하는 방법을 제안한다. 즉, 본 실시형태에 따르면， 다양한 성능을 가진 STA/AP (예를 들어， 노트북, 스마트폰, 태블릿 등)의 전력 정보는 PLCP 헤더에 포함되어 다양한 성능을 가진 STA/AP가 데이터 프레임을 전송할 때 마다 전송되거나， 다양한 성능을 가진 STA/AP가 서로간에 연결을 통해서 데이터를 전송하기 전에 송수신하는 RTS/CTS와 같은 제어 프레임 혹은 관리 프레임을 통하여 d데이터 프레임 전송 전에 전송될 수 있다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 전력 정보를 이용하여 ΔΡ를산정하고， 이를 통해 전송 전력 제어를 수행하는 방법을 설명하는 도면이다. 먼저 , STA/AP 1은 STA/AP 2로부터 STA/AP 2의 실제 전송 전력 또는 실제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는 프레임을 수신할수 있다. 이를 통해 STA/AP 1은 상술한 바와 같이 일괄적인 ΔΡ를 적용하는 대신， STA/AP 2의 실제 전력 정보에 기반하여 ΔΡ 를 설정할 수 있다 (S1210) . 한편， STA/AP 1은 STA/AP 2로부터 상술한 바와 같이 설정된 ΔΡ 를 이용하여 STA/AP 1의 전송 전력 (Ptx)를 보정할 수 있다 (S1220) . 만일， 결정된 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우， STA/AP 1은 결정된 전송 전력으로 신호를 전송할 수 있다 (S1240) . 다만, 결정된 전송 전력이 일정 기준치 이상인 경우， STA/AP 1은 다시 전송 전력을 보정하여 전송 전력을 재설정할 수 있다 (S1220) . 구체적인， 일례에서 상기 STA/AP 2의 전력 정보는 STA/AP 2의 전송 전력 정보일 수 있다.
본 예에서， STA/AP 1은 수신한프레임 (예를 들어， 데이터 프레임， 제어 프레임 관리 프레임)을 통해서 얻어진 다양한 성능을 가진 STA/AP 2의 전송 전력 ( P_other )과 자신의 전송 전력 ( Pself )을 이용하여 전력 차이 ( AP = Pother - Pself )를 구할 수 있다 (S1210) . 자신의 전송 전력 정보와 신호를 수신한 다른 STA/AP 2의 전력 정보를 이용하여 얻어진 ΔΡ를 이용하여 STA/AP 1은 현재 채널을 점유하여 송수신을 하고 있는 STA/AP 2에 대한 간섭 여부를 결정할 수 있다. 채널 점유 STA/AP 2에 대한 간섭 여부는 CCA규칙의 만족 여부로 결정 될 수도 있다. 구체적으로， STA/AP 1는 구해진 ΔΡ를 이용하여 전송 전력을 결정하며 (S1220) , 예를 들어 Ptx = Pse,f - ΔΡ or Pself + ΔΡ 와 같이 결정될 수 있고， 이때 상기 전송 전력이 임계치 보다 낮은 경우 (S1230)에 간섭의 영향이 없는 것으로 판단하여 STA/AP 1은 점유된 채널을 통하여 신호를 전송할수 있다 (S1240) . 간섭 여부에 대한 판단을 위해서 사용되는 임계치는 Pself X Pathloss 로 정의할 수 있으며 Pathloss = RSSISTA orAP/Pother 과 같이 정의될 수 있다.
상술한 예는 하나의 예일뿐 임계치는 CCA 임계치가 그대로 사용될 수도 있고， BSS AP로부터 전송 받거나 다른 BSS AP/STA로부터 전송 받아 사용되는 등 다른 방법을 사용하여 구해질 수도 있다. 간섭 여부 체크를 통해서 STA/AP 1가 다른 STA/AP 2에 영향을 주지 않은 경우, 즉 전송 전력이 임계치보다 낮은 경우에 STA/AP 1은 해당 채널로 패킷 전송을 시작할 수 있다 (S1240) . 이때 STA/AP는 해당 채널에 대한 전송을 수행하기 위하여 CCA규칙 /임계치를 변경하여 사용할수도 있다.
상술한 방식은 ΔΡ와 STA/AP의 전력 제어를 통해서 간섭 제어가 수행될 수 있다. 이 경우 STA/AP는 ΔΡ를 이용하여 CCA 규칙에 따른 전송 전력을 만족시키기 위하여 STA/AP의 전송 전력을 조절하며, 이때 현재 채널을 점유하여 신호를 송수신 하는 AP/STA 2에 간섭을 주지 않을 수 있는 전송 전력 (즉， 임계치보다 전송 전력이 낮은 경우)으로 신호를 전송할 수 있으면 해당 채널을 사용하여 패킷을 송수신할 수 있다.
이와 같은 방법을 통하여 다른 STA/AP2가 점유한 채널을 통해서 패킷을 전송하는 STA/AP 1는 현재 해당 채널을 점유한 STA/AP 2의 TX0P내에서만 상기 방법을 이용하여 패킷을 송수신 할 수도 있다. 상기 채널 점유에 대한 TX0P은 비콘 프레임이나 TIM을 통해서 파악할 수 있다. 또한 AP와 STA는 서로 다른 CCA 레벨 또는 임계치를 이용하여 상기와 같은 방법을 통하여 다른 STA/AP 2가 점유한채널을 이용하여 신호를 전송할수 있다. 본 실시형태의 다른 일례로서 상술한 실제 전력 정보로서 수신 전력을 이용하는 방법이 있다. 신호를 수신하는 STA/AP 1은 다양한 성능을 가진 전송 AP/STA 2로부터 수신한 데이터 프레임 또는 CTS/RTS 프레임과 같은 제어 /관리 프레임을 통하여 파악한 수신 신호 세기 (RSSI)를 RTS/CTS 등과 같은 제어 /관리 프레임 또는 PLCP 헤더에 포함하여 전송할 수 있다. 이때 상기 RSSI 정보는 데이터 프레임이 전송될 때마다 매번 보내어 지거나 데이터 전송 전에 송수신하는 제어 /관리 프레임을 통해서 전송될 수 있다. STA/AP 1는 다른 STA/AP 2가 전송한 상기 RSSI를 통하여 해당 채널에서 신호를 송수신하는 STA 2과 AP 2들 간의 채널 상태를 알 수 있다. 또한 데이터 /제어 프레임 혹은 관리 프레임을 통해서 알게 된 STA/AP의 전송 전력에 대한 정보와 수신한 RSSI 정보를 이용하여 STA/AP 1은 해당 채널을 점유하고 있는 STA/AP 2에 대한 간섭의 영향을 고려한 후에 간섭의 영향이 없는 경우에는 해당 채널을 이용하여 패킷 전송을 수행할 수 있다. 이때， STA/AP 2의 전송에 의한 간섭 여부는 다음과 같은 정보를 이용하여 결정 될 수 있다.
- CCA 임계치
- 다른 AP/STA2로부터 전송 받은 RSSI 값
- 전송 받은 RSSI 값士 ΔΡ
상기 임계치에 대하여 STA/AP 1가 다른 AP/STA 2로부터 전송받은 전력 정보를 이용하여 구한 Pself X Pathloss 가 상기 값들보다 작은 경우 간섭의 영향이 작으므로 STA/AP 1은 해당 채널을 이용하여 패킷을 전송할 수 있다. 이 STA/AP 1은 해당 채널을 점유한 STA/AP 2의 TX0P 내에서만 상술한 바와 같이 패킷을 송수신하며 TX0P에 대한 정보는 비콘프레임 또는 TIM을 통해서 파악할수 있다.
도 13은 상술한 바와 같은 간섭 제어 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 13의 무선 장치 (800)은 상술한 설명의 STA/AP 1ᅳ 그리고 무선 장치 (850)은 상술한 설명의 STA/AP 2에 대웅할수 있다.
STA/AP 1(800)은 프로세서 (810) , 메모리 (820)， 송수신부 (830)를 포함할수 있고 STA/AP 2 (850)는프로세서 (860)， 메모리 (870) 및 송수신부 (880)를 포함할수 있다. 송수신부 (830 및 880)은 무선 신호를 송신 /수신하고， IEEE 802. il/3GPP등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서 (810 및 860)은 물리 계층 및 /또는 MAC 계층에서 실행되고， 송수신부 (830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세서 (810 및 860)는상기 언급된 간섭 제어 절차를 수행할수 있다.
프로세서 (810 및 860) 및 /또는 송수신부 (830 및 880)는 특정 집적 회로 (appl icat ion-speci f ic integrated circui t , ASIC) , 다른 칩셋, 논리 회로 및 /또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리 (820 및 870)은 R0M(read-only memory) , RAM (random access memory) , 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및 /또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때， 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행하는 모들 (예를 들어， 프로세스， 기능)로서 실행될 수 있다. 상기 모들은 메모리 (820, 870)에 저장될 수 있고， 프로세서 (810， 860)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리 (820， 870)는 상기 프로세스 (810， 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스 (810， 860)와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서， 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라， 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 【산업상 이용가능성】
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나， 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 기기간 통신 등 무선 기기들 사이의 간섭 제어가 필요한 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선통신 시스템에서 제 1 스테이션이 신호를 전송하는 방법에 있어서， 제 2 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 또는 실제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는 프레임을 수신하고，
상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 상기 제 2 스테이션의 전력 정보를 이용하여 보정하여 상기 제 1 스테이션의 전송 전력을 결정하고,
상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우, 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력으로신호를 전송하는, 신호 전송 방법.
【청구항 2]
제 1 항에 있어서，
상기 제 2스테이션의 전력 정보는 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력이며, 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력 보정은,
상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력과 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력의 차이를 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 가산 또는 감산하는 방식으로 수행되는, 신호 전송 방법.
【청구항 3]
제 2항에 있어세
상기 일정 기준치는 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 경로 손실값을 곱한 값으로 설정되며，
상기 경로 손실값은 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 대비 상기 제 2 스테이션이 전송한신호의 수신 전력을통해 산정하는， 신호 전송 방법.
【청구항 4]
제 2 항에 있어서，
상기 일정 기준치는 CCA (Clear Channel Assessment ) 기준치로 설정되는， 신호 전송 방법 ·
[청구항 5】
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 제 2 스테이션이 수신한 신호의 실제 수신전력이며,
상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력은 상기 제 2 스테이션의 실제 수신전력 정보에 기반하여 산정된 경로 손실값을 통해 보정하는, 신호 전송 방법 .
【청구항 6】
제 5 항에 있어서，
상기 일정 기준치는 CCA (Clear Channel Assessment ) 기준치로 설정되는， 신호 전송 방법 .
【청구항 7】
제 1 항에 있어서，
상기 제 2 스테이션의 전력 정보를 포함하는 프레임은,
RTS (Request to Send) 프레임 또는 CTS (Cl ear To Send) 프레임 중 어느 하나인， 신호 전송 방법 .
【청구항 8]
제 1 항에 있어서，
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 프레임의 PLCP 헤더에 포함되어 수신되는, 신호 전송 방법 .
【청구항 91
무선통신 시스템에서 제 1 스테이션으로서 동작하는 스테이션 장치에 있어서， 제 2 스테이션으로부터 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 또는 설제 수신 전력에 대한 전력 정보를 포함하는프레임을 수신하도록 구성된 송수신기; 및
상기 송수신기와 연결되어， 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 상기 송수신기를 통해 수신한 제 2 스테이션의 전력 정보를 이용하여 보정하여 상기 제 1 스테이션의 전송 전력을 결정하고， 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력이 일정 기준치 이하인 경우, 상기 송수신기가 상기 결정된 제 1 스테이션의 전송 전력으로 신호를 전송하도톡 제어하는 프로세서를 포함하는， 스테이션 장치.
【청구항 10]
제 9 항에 있어서，
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력이며, 상기 프로세서는 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력과 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력의 차이를 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 가산 또는 감산하는 방식으로 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 보정하는， 스테이션 장치 .
【청구항 11】
제 10 항에 있어서，
상기 프로세서는 상기 일정 기준치를 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력에 경로 손실값을 곱한 값으로 설정하며, 상기 경로 손실값은 상기 제 2 스테이션의 실제 전송 전력 대비 상기 제 2 스테이션이 전송한 신호의 수신 전력을 통해 산정하는， 스테이션 장치 .
【청구항 12】
제 10 항에 있어서，
상기 프로세서는 상기 일정 기준치를 CCA (Clear Channel Assessment) 기준치로 설정하는， 스테이션 장치 .
【청구항 13】
제 9 항에 있어서,
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 상기 제 2 스테이션이 수신한 신호의 실제 수신전력이며，
상기 프로세서는 상기 제 1 스테이션의 기존 전송전력을 상기 제 2 스테이션의 실제 수신전력 정보에 기반하여 산정된 경로 손실값을 통해 보정하는， 스테이션 장치 .
【청구항 14]
제 13 항에 있어서，
상기 프로세서는 상기 일정 기준치를 CCA (Clear Channel Assessment ) 기준치로 설정하는， 스테이션 장치 .
【청구항 15】
제 9 항에 있어서，
상기 제 2 스테이션의 전력 정보는 RTS (Request to Send) 프레임， CTS (Clear To Send) 프레임 또는 상기 RTS 프레임 및 상기 CTS 프레임 이외의 프레임의 PLCP 헤더 중 어느 하나를 통해 수신되는, 스테이션 장치.
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