WO2015182969A1 - 광대역 링크 설정을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치 - Google Patents

광대역 링크 설정을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치 Download PDF

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WO2015182969A1
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안진수
김용호
곽진삼
손주형
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주식회사 윌러스표준기술연구소
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    • H04W74/0816—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using carrier sensing, e.g. as in CSMA carrier sensing with collision avoidance

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication method and a wireless communication device for establishing a broadband link, and more particularly, to a wireless communication method and a wireless communication device for increasing data communication efficiency by extending a data transmission bandwidth of a terminal.
  • WLAN technology is a technology that enables wireless devices such as smart phones, smart pads, laptop computers, portable multimedia players, and embedded devices to wirelessly access the Internet at home, enterprise, or a specific service area based on wireless communication technology at a short range. to be.
  • IEEE 802.11 Since IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 supports the initial wireless LAN technology using the 2.4GHz frequency, various standards of technology are being put into practice or being developed.
  • IEEE 802.11b supports communication speeds up to 11Mbps while using frequencies in the 2.4GHz band.
  • IEEE 802.11a commercialized after IEEE 802.11b, reduces the impact of interference compared to the frequency of the congested 2.4 GHz band by using the frequency of the 5 GHz band instead of the 2.4 GHz band. Up to 54Mbps.
  • IEEE 802.11a has a shorter communication distance than IEEE 802.11b.
  • IEEE 802.11g like IEEE 802.11b, uses a frequency of 2.4 GHz band to realize a communication speed of up to 54 Mbps and satisfies backward compatibility, which has received considerable attention. Is in the lead.
  • IEEE 802.11n is a technical standard established to overcome the limitation of communication speed, which has been pointed out as a weak point in WLAN. IEEE 802.11n aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11n supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) technology. In addition, the specification may use a coding scheme that transmits multiple duplicate copies to increase data reliability.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • IEEE 802.11ac supports a wide bandwidth (80MHz to 160MHz) at 5GHz frequency.
  • the IEEE 802.11ac standard is defined only in the 5GHz band, but for backwards compatibility with existing 2.4GHz band products, early 11ac chipsets will also support operation in the 2.4GHz band. Theoretically, this specification allows multiple stations to have a minimum WLAN speed of 1 Gbps and a maximum single link speed of at least 500 Mbps.
  • IEEE 802.11ad is a method of transmitting data using a 60 GHz band instead of the existing 2.4 GHz / 5 GHz.
  • IEEE 802.11ad is a transmission standard that uses beamforming technology to provide speeds of up to 7Gbps, and is suitable for streaming high bitrate video such as large amounts of data or uncompressed HD video.
  • the 60 GHz frequency band is difficult to pass through obstacles, and thus can be used only between devices in a short space.
  • next generation wireless LAN standard after 802.11ac and 802.11ad, a discussion for providing a high-efficiency and high-performance wireless LAN communication technology in a high-density environment continues. That is, in a next generation WLAN environment, high frequency efficiency communication should be provided indoors / outdoors in the presence of a high density station and an access point (AP), and various technologies are required to implement this.
  • AP access point
  • an object of the present invention is to provide high-efficiency / high-performance wireless LAN communication in a high density environment.
  • the present invention also has an object to ensure the fairness of the communication opportunity between the terminal and the other terminal using a wideband channel.
  • the present invention provides a wireless communication method and a wireless communication terminal of the following terminal.
  • a method of wireless communication of a terminal comprising: obtaining first primary channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled; Performing clear channel assignment (CCA) for at least one subchannel of the BSS; And setting a second main channel among at least one subchannel determined as an idle state as a result of performing the CCA.
  • BSS basic service set
  • CCA clear channel assignment
  • a wireless communication terminal Transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor for controlling an operation of the terminal, wherein the processor acquires first primary channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled, and clear channel for at least one subchannel of the BSS.
  • BSS basic service set
  • a wireless communication terminal is provided which performs an assignment (CCA) and sets a second primary channel among at least one subchannel determined as an idle state as a result of performing the CCA.
  • CCA assignment
  • the second main channel may be randomly set among at least one subchannel of the idle state.
  • the second main channel may be set as a subchannel that may form a channel having the largest bandwidth by combining with another subchannel in an idle state among the at least one subchannel in the idle state.
  • the second main channel may be set based on a frequency interval between the idle subchannel and the first main channel.
  • the second main channel may be set as a subchannel having the fastest order of combining with the first main channel when the bandwidth for wideband data transmission is expanded among at least one subchannel in the idle state. have.
  • the first main channel is set to be identical to each terminal in the BSS
  • the second main channel is characterized in that it is set independently for each terminal in the BSS.
  • a method of wireless communication of a terminal comprising: obtaining first primary channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled; Obtaining second main channel information set in the terminal, wherein the second main channel is set in at least one of subchannels of the BSS; Performing a backoff procedure for the first primary channel; Performing a clear channel assignment (CCA) for the second primary channel for a preset time before the backoff counter of the backoff procedure expires; And transmitting the data using the first main channel and the second main channel together when the second main channel is idle as a result of performing the CCA.
  • a wireless communication method comprising a.
  • a wireless communication terminal Transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor for controlling an operation of the terminal, wherein the processor acquires first main channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled, and acquires second main channel information set in the terminal.
  • the second main channel is set in at least one of the subchannels of the BSS, performs a backoff procedure for the first main channel, and for a predetermined time before the backoff counter of the backoff procedure expires.
  • CCA clear channel assignment
  • a clear channel allocation is further performed for the subchannels of the BSS for a predetermined time before the backoff counter of the backoff procedure expires.
  • the second main channel is idle. And when there is at least one idle subchannel that can be combined with the second main channel, transmitting the data through a broadband channel in which the second main channel and the subchannel in the idle state are combined. .
  • a method of wireless communication of a terminal comprising: obtaining first primary channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled; Obtaining second main channel information set in the terminal, wherein the second main channel is set in at least one of subchannels of the BSS; Performing a backoff procedure for each of the first main channel and the second main channel; And transmitting data using at least one of the first main channel and the second main channel after the backoff counter of each backoff procedure has expired.
  • BSS basic service set
  • a wireless communication terminal Transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor for controlling an operation of the terminal, wherein the processor acquires first main channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled, and acquires second main channel information set in the terminal.
  • the second main channel is set in at least one of the subchannels of the BSS, performs a backoff procedure for each of the first main channel and the second main channel, and the backoff counter of each backoff procedure is Provided is a wireless communication terminal for transmitting data using at least one of the expired first primary channel and the second primary channel.
  • the second backoff counter for the backoff procedure of the second main channel may be set equal to the first backoff counter for the backoff procedure of the first main channel.
  • the backoff procedure of the first main channel when the backoff procedure of the first main channel is stopped, the backoff procedure of the second main channel is stopped together during the stop period of the backoff procedure of the first main channel, and the backoff of the second main channel is stopped. If the second main channel remains idle while the procedure is in progress, the data is transmitted using the second main channel.
  • the first backoff counter for the backoff procedure of the first main channel and the second backoff counter for the backoff procedure of the second main channel may be independently set.
  • the backoff procedure of the first main channel and the backoff procedure of the second main channel are performed using a common backoff counter, and the common backoff counter is the first main channel and the first main channel. Both main channels are stopped when they are occupied.
  • the data is transmitted using at least one of the first main channel and the second main channel in an idle state.
  • a clear channel allocation is further performed for subchannels of the BSS for a predetermined time before the backoff counter of the backoff procedure of the second main channel expires, and the CCA
  • the data is transmitted through a broadband channel in which the second main channel and the idle subchannel are combined. do.
  • a wireless communication method of a terminal comprising: acquiring main channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled; Performing clear channel assignment (CCA) for at least one subchannel of the BSS; And transmitting the data through a broadband channel in which the primary channel and the idle subchannel are combined when there is at least one idle subchannel that can be combined with the main channel as a result of performing the CCA.
  • a transmission opportunity (TXOP) of the data transmitted in the combined broadband channel provides a wireless communication method characterized in that the adjustment based on the bandwidth of the broadband channel.
  • a wireless communication terminal Transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor for controlling an operation of the terminal, wherein the processor acquires primary channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled, and assigns a clear channel allocation to at least one subchannel of the BSS. CCA), and if there is at least one idle subchannel that can be combined with the main channel as a result of performing the CCA, transmitting the data through a broadband channel in which the main channel and the idle subchannel are combined.
  • BSS basic service set
  • CCA transmission Opportunity
  • the TXOP Transmission Opportunity
  • the adjusted TXOP is set to a smaller value as the bandwidth of the wideband channel is larger.
  • a wireless communication method of a terminal comprising: acquiring main channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled; Acquiring subchannel information forming a wideband channel for data transmission of the terminal together with the main channel; Receiving a backoff counter for performing a backoff procedure on the primary channel; And performing a backoff procedure for the primary channel using the assigned backoff counter.
  • BSS basic service set
  • the backoff counter provides a wireless communication method characterized in that the allocation based on the bandwidth of the broadband channel.
  • a wireless communication terminal Transmitting and receiving unit for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor for controlling an operation of the terminal, wherein the processor acquires main channel information of a basic service set (BSS) to which the terminal is coupled, and a wideband channel for transmitting data of the terminal together with the main channel.
  • BSS basic service set
  • the backoff counter provides a wireless communication terminal, characterized in that the allocation based on the bandwidth of the broadband channel.
  • At least one of a minimum value and a maximum value of a contention window for allocating the backoff counter is increased.
  • a plurality of backoff counter candidate values are extracted within a contention window range set in the terminal, and the largest among the extracted backoff counter candidate values.
  • a value is assigned to the backoff counter.
  • the terminal can use the wideband channel in various ways, thereby increasing the data transmission speed of the terminal.
  • the overall channel utilization rate can be increased by performing bandwidth expansion using not only the primary channel allocated to the existing BSS but also an alternate primary channel allocated separately.
  • the terminal when the terminal transmits data using a wideband channel, it is possible to maintain the fairness of data transmission opportunities with the terminals of other BSS.
  • FIG. 1 is a view showing a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a station according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an access point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram schematically illustrating a process of a STA establishing a link with an AP.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a carrier sense multiple access (CSMA) / collision avoidance (CA) method used in WLAN communication.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • CA collision avoidance
  • FIG. 7 illustrates a method of performing a distributed coordination function (DCF) using a request to send (RTS) frame and a clear to send (CTS) frame.
  • DCF distributed coordination function
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a broadband allocation method for WLAN communication.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of a broadband access method of a terminal.
  • FIG. 10 illustrates another embodiment of a broadband access method of a terminal.
  • FIG. 11 is a view showing another embodiment of a broadband access method of a terminal.
  • FIGS. 12 to 15 are diagrams illustrating an alternative main channel setting method according to an embodiment of the present invention.
  • 16 to 23 are diagrams illustrating various operation methods of an alternate main channel according to an embodiment of the present invention.
  • 24 to 26 illustrate various data transmission methods when a terminal uses a wideband channel according to an embodiment of the present invention.
  • the WLAN system includes one or more Basic Service Sets (BSSs), which represent a set of devices that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • BSSs Basic Service Sets
  • the BSS may be classified into an infrastructure BSS (Independent BSS) and an Independent BSS (IBSS), and FIG. 1 illustrates an infrastructure BSS.
  • an infrastructure BSS (BSS1, BSS2) is an access point (PCP / AP) that is a station that provides one or more stations (STA1, STA2, STA3, STA4, STA5), and a distribution service.
  • PCP / AP-2 PCP / AP-2
  • DS Distribution System
  • a station is any device that includes a medium access control (MAC) compliant with the IEEE 802.11 standard and a physical layer interface to a wireless medium. This includes both access points (APs) as well as non-AP stations.
  • MAC medium access control
  • APs access points
  • 'terminal' may be used as a concept including both a station and an WLAN communication device such as an AP.
  • the station for wireless communication includes a processor and a transmit / receive unit, and may further include a user interface unit and a display unit according to an embodiment.
  • the processor may generate a frame to be transmitted through the wireless network or process a frame received through the wireless network, and may perform various processing for controlling the station.
  • the transceiver is functionally connected to the processor and transmits and receives a frame through a wireless network for a station.
  • An Access Point is an entity that provides access to a Distribution System (DS) via a wireless medium for a station associated with it.
  • DS Distribution System
  • the AP is used as a concept including a personal BSS coordination point (PCP), and is broadly used as a centralized controller, a base station (BS), a node-B, a base transceiver system (BTS), or a site. It can include all the concepts such as a controller.
  • the plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a distribution system (DS).
  • DS distribution system
  • ESS extended service set
  • FIG. 2 illustrates an independent BSS, which is a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention.
  • the same or corresponding parts as those of the embodiment of FIG. 1 will be omitted.
  • BSS3 shown in FIG. 2 is an independent BSS and does not include an AP, all stations STA6 and STA7 are not connected to the AP. Independent BSSs do not allow access to the distribution system and form a self-contained network. In the independent BSS, the respective stations STA6 and STA7 may be directly connected to each other.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a station 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the station 100 may include a processor 110, a transceiver 120, a user interface 140, a display unit 150, and a memory 160. .
  • the transceiver 120 transmits and receives a wireless signal such as a wireless LAN packet, may be provided in the station 100 or externally provided.
  • the transceiver 120 may include at least one transceiver module using different frequency bands.
  • the transceiver 120 may include a transceiver module of different frequency bands such as 2.4 GHz, 5 GHz, and 60 GHz.
  • the station 100 may include a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or more and a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or less.
  • Each transmit / receive module may perform wireless communication with an AP or an external station according to a wireless LAN standard of a frequency band supported by the corresponding transmit / receive module.
  • the transceiver 120 may operate only one transceiver module at a time or simultaneously operate multiple transceiver modules according to the performance and requirements of the station 100.
  • each transmit / receive module may be provided in an independent form, or a plurality of modules may be integrated into one chip.
  • the user interface unit 140 includes various types of input / output means provided in the station 100. That is, the user interface unit 140 may receive a user input using various input means, and the processor 110 may control the station 100 based on the received user input. In addition, the user interface 140 may perform an output based on a command of the processor 110 using various output means.
  • the display unit 150 outputs an image on the display screen.
  • the display unit 150 may output various display objects such as a content executed by the processor 110 or a user interface based on a control command of the processor 110.
  • the memory 160 stores a control program used in the station 100 and various data according thereto.
  • a control program may include an access program necessary for the station 100 to perform an access with an AP or an external station.
  • the processor 110 of the present invention may execute various instructions or programs and process data in the station 100.
  • the processor 110 may control each unit of the station 100 described above, and may control data transmission and reception between the units.
  • the processor 110 may execute a program for accessing the AP stored in the memory 160 and receive a communication setup message transmitted by the AP.
  • the processor 110 may read information on the priority condition of the station 100 included in the communication configuration message, and request a connection to the AP based on the information on the priority condition of the station 100.
  • the processor 110 of the present invention may refer to the main control unit of the station 100, and according to an embodiment, some components of the station 100, for example, a control unit for individually controlling the transceiver unit 120 and the like. You can also point it.
  • the processor 110 controls various operations of radio signal transmission and reception of the station 100 according to an embodiment of the present invention. Specific embodiments thereof will be described later.
  • the station 100 shown in FIG. 3 is a block diagram according to an embodiment of the present invention, in which blocks shown separately represent logically distinguishing elements of a device. Therefore, the elements of the above-described device may be mounted in one chip or in a plurality of chips according to the design of the device. For example, the processor 110 and the transceiver 120 may be integrated into one chip or implemented as a separate chip. In addition, in the embodiment of the present invention, some components of the station 100, such as the user interface unit 140 and the display unit 150, may be selectively provided in the station 100.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of an AP 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 200 may include a processor 210, a transceiver 220, and a memory 260.
  • a processor 210 may include a central processing unit (CPU) 210, a graphics processing unit (GPU), and a central processing unit (GPU) 210.
  • a transceiver 220 may include a central processing unit (GPU) 210, and a central processing unit (GPU) 210.
  • a memory 260 may include a processor 210, a transceiver 220, and a memory 260.
  • FIG. 4 overlapping descriptions of parts identical or corresponding to those of the station 100 of FIG. 3 will be omitted.
  • the AP 200 includes a transceiver 220 for operating a BSS in at least one frequency band.
  • the transceiver 220 of the AP 200 may also include a plurality of transceiver modules using different frequency bands. That is, the AP 200 according to the embodiment of the present invention may be provided with two or more transmit / receive modules of different frequency bands, such as 2.4 GHz, 5 GHz, and 60 GHz.
  • the AP 200 may include a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or more and a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or less.
  • Each transmit / receive module may perform wireless communication with a station according to a wireless LAN standard of a frequency band supported by the corresponding transmit / receive module.
  • the transceiver 220 may operate only one transceiver module at a time or simultaneously operate multiple transceiver modules according to the performance and requirements of the AP 200.
  • the memory 260 stores a control program used in the AP 200 and various data according thereto.
  • a control program may include an access program for managing a connection of a station.
  • the processor 210 may control each unit of the AP 200 and may control data transmission and reception between the units.
  • the processor 210 may execute a program for accessing a station stored in the memory 260 and transmit a communication setting message for one or more stations.
  • the communication setting message may include information on the access priority condition of each station.
  • the processor 210 performs connection establishment according to a connection request of a station.
  • the processor 210 controls various operations of wireless signal transmission and reception of the AP 200 according to an embodiment of the present invention. Specific embodiments thereof will be described later.
  • FIG. 5 schematically illustrates a process in which an STA establishes a link with an AP.
  • the scanning step is a step in which the STA 100 obtains access information of a BSS operated by the AP 200.
  • a passive scanning method for obtaining information by using only a beacon message S101 periodically transmitted by the AP 200 and a STA 100 requests a probe to the AP.
  • the STA 100 that has successfully received the radio access information in the scanning step transmits an authentication request (S107a), receives an authentication response from the AP 200 (S107b), and performs an authentication step. do.
  • the STA 100 transmits an association request (S109a), receives an association response from the AP 200 (S109b), and performs the association step.
  • the 802.1X based authentication step S111 and the IP address obtaining step S113 through DHCP may be performed.
  • the authentication server 300 is a server that processes 802.1X-based authentication with the STA 100 and may be physically coupled to the AP 200 or may exist as a separate server.
  • FIG. 6 illustrates a carrier sense multiple access (CSMA) / collision avoidance (CA) method used in WLAN communication.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • CA collision avoidance
  • the terminal performing the WLAN communication performs carrier sensing before checking data to check whether the channel is occupied. If a wireless signal of a predetermined intensity or more is detected, it is determined that the corresponding channel is busy, and the terminal delays access to the corresponding channel. This process is called clear channel assessment (CCA), and the level for determining whether a corresponding signal is detected is called a CCA threshold. If a radio signal having a CCA threshold or higher received by the terminal uses the terminal as a receiver, the terminal processes the received radio signal. On the other hand, if a wireless signal is not detected in the corresponding channel or if a wireless signal having a strength smaller than the CCA threshold is detected, the channel is determined to be idle.
  • CCA clear channel assessment
  • each terminal having data to be transmitted performs a backoff procedure after a time such as Arbitration IFS (AIFS) or PIFS (PCF IFS) according to the situation of each terminal.
  • AIFS Arbitration IFS
  • PCF IFS PIFS
  • the AIFS may be used as a configuration to replace the existing DIFS (DCF IFS).
  • DIFS DIFS
  • Each terminal waits while reducing the slot time corresponding to a random number allocated to the corresponding terminal during an interval of the idle state of the channel, and the terminal which has exhausted the slot time attempts to access the corresponding channel. Done.
  • the interval in which each terminal performs the backoff procedure is called a contention window interval.
  • the terminal may transmit data through the channel.
  • each collided terminal receives a new random number and performs a backoff procedure again.
  • the random number newly allocated to each terminal may be determined within a range (2 * CW) of twice the random number range (competition window, CW) previously allocated by the corresponding terminal.
  • each terminal attempts access by performing a backoff procedure again in the next contention window section, and each terminal performs a backoff procedure from the slot time remaining in the previous contention window section. In this way, each of the terminals performing WLAN communication can avoid collisions with each other for a specific channel.
  • FIG. 7 illustrates a method of performing a distributed coordination function (DCF) using a request to send (RTS) frame and a clear to send (CTS) frame.
  • DCF distributed coordination function
  • each terminal having data to be transmitted performs a backoff procedure by decreasing the backoff counter (or a backoff timer) of a random number assigned to each terminal after the time of AIFS.
  • the transmitting terminal having the expired backoff counter transmits a Request to Send (RTS) frame to inform that the terminal has data to transmit.
  • RTS Request to Send
  • the STA1 having the advantage in the competition with the minimum backoff may transmit the RTS frame after the backoff counter expires.
  • the RTS frame includes information such as a receiver address, a transmitter address, and a duration.
  • the CTS frame includes information such as a receiver address and a duration.
  • the receiver address of the CTS frame may be set to be the same as the transmitter address of the corresponding RTS frame, that is, the address of the transmitting terminal STA1.
  • the transmitting terminal STA1 receiving the CTS frame transmits data after the time of SIFS.
  • the receiving terminal AP transmits an acknowledgment (ACK) frame after the time of SIFS to inform that the data transmission is completed.
  • ACK acknowledgment
  • the transmitting terminal considers the data transmission successful.
  • a response frame is not received within a preset time
  • the transmitting terminal considers that data transmission has failed.
  • neighboring terminals that receive at least one of an RTS frame and a CTS frame during the transmission process set a network allocation vector (NAV) and do not perform data transmission until the set NAV expires.
  • the NAV of each terminal may be set based on the duration field of the received RTS frame or CTS frame.
  • the transmitting terminal STA1 which transmits the RTS frame, considers that data transmission is impossible, and receives a new random number to participate in the next competition.
  • the newly allocated random number may be determined within the range (2 * CW) of twice the previously set random number range (competition window, CW) as described above.
  • CH1 to CH8 each represent channels in units of 20 MHz, but the number and bandwidth of channels may be changed according to a communication scheme to which the present invention is applied.
  • terminals of each BSS perform communication by setting a specific channel as a primary channel.
  • the primary channel is a channel used by non-AP STAs to associate with an AP and may be extended from a basic 20 MHz to 40 MHz, 80 MHz, etc. according to a transmission bandwidth.
  • the secondary channel is an adjacent channel having the same bandwidth as the primary channel and forms a channel having twice the bandwidth associated with the primary channel.
  • Terminals of the BSS perform a Clear Channel Assessment (CCA) for each channel to check whether the corresponding channel is busy, and perform bandwidth extension based on the channel determined to be idle. That is, the terminal may extend the transmission bandwidth to 40 MHz, 80 MHz, and 160 MHz according to whether the channels adjacent to the main channel are idle with 20 MHz as the default bandwidth.
  • CCA Clear Channel Assessment
  • a total of 40MHz transmission bandwidths using CH1 and CH2 as main and subchannels may be used. have.
  • CH3 to CH4 adjacent to CH1 to CH2 are also in an idle state
  • a total transmission bandwidth of 80 MHz using CH1 to CH2 as the 40 MHz main channel and CH3 to CH4 as the 40 MHz subchannel may be used.
  • CH1 to CH8 adjacent to CH1 to CH4 are idle, a total transmission bandwidth of 160 MHz using CH1 to CH4 as the 80 MHz main channel and CH5 to CH8 as the 80 MHz subchannel may be used.
  • FIG. 9 illustrates a broadband access method of a terminal using a request to send (RTS) frame and a clear to send (CTS) frame.
  • the corresponding BSS has a maximum bandwidth set to 80 MHz.
  • the UE performs the backoff procedure for the main channel CH1 as described above in FIG. 7, and when the backoff counter expires, the UE performs the 80CH bandwidth channels CH1 to CH4 including the main channel and the subchannel. Send an RTS frame.
  • FIG. 9A illustrates a broadband access method according to a dynamic bandwidth operation.
  • the UE transmits an RTS frame for each channel CH1 to CH4 having an 80 MHz bandwidth, but since the 40 MHz subchannels CH3 and CH4 are occupied, the CTS frame is only available in CH1 and CH2. Received. Accordingly, the terminal transmits data using some bandwidths of 40 MHz in which the CTS frames are received, that is, CH1 and CH2, respectively, as the main channel and the subchannel. Meanwhile, the UE may not use CH3 and CH4 for which the CTS frame has not been received until the next backoff procedure for the main channel CH1 is performed. That is, according to the embodiment of FIG. 9 (a), when the primary channel and all subchannels are idle, the terminal performs data transmission using the maximum bandwidth, and at least some subchannels are occupied. In case of), data transmission is performed using only a part of bandwidth including the main channel.
  • FIG. 9B illustrates a broadband access method according to a static bandwidth operation.
  • the UE transmits an RTS frame for each channel CH1 to CH4 having an 80 MHz bandwidth.
  • the CTS frame is not received.
  • the UE postpones the use of all channels CH1 to CH4 of the 80 MHz bandwidth and transmits RTS frames for four channels again after the next backoff procedure. That is, according to the embodiment of Figure 9 (b), if at least one channel of the maximum bandwidth of all channels is occupied (busy), the terminal does not use the full bandwidth, the backoff procedure for the primary channel for data transmission Do it again.
  • FIG. 10 shows another embodiment of a broadband access method of a terminal.
  • the maximum bandwidth of the corresponding BSS is set to 80 MHz, and a description overlapping with the embodiment of FIG. 9 will be omitted.
  • FIGS. 10 (b) and 10 (c) show data transmission in which some channels of the maximum bandwidth are busy.
  • An Example is shown. More specifically, Figure 10 (b) shows a broadband access method according to the dynamic bandwidth operation, when the 40MHz sub-channel (CH3, CH4) is occupied (busy) UE uses only 40MHz main channel (CH1, CH2) To transmit the data.
  • FIG. 10 (c) shows a broadband access method according to a static bandwidth operation. When at least some channels are occupied, the terminal does not transmit data and may use all of the maximum bandwidth (80 MHz). Wait until you perform a backoff procedure.
  • the backoff procedure and enhanced distributed coordination access are performed only on the 20 MHz main channel CH1, and on the other subchannels CH2 to CH4 during the PIFS time before the backoff counter expires.
  • CCA can be checked whether the channel is available.
  • the terminal performing data transmission uses a channel initially set until the transmission is terminated.
  • the terminal may use the channel. Can be.
  • the UE performs the backoff procedure for the primary channel CH1, and performs other CCAs during the PIFS time before the backoff counter of the backoff procedure expires in the other subchannels CH2 to CH4.
  • the UE uses only some bandwidths including the main channel CH1, that is, channels CH1 and CH2 having a 40 MHz bandwidth.
  • the terminal may perform additional channel access to the corresponding channels.
  • the terminal sets at least one channel among available (ie, idle) subchannels as an alternate primary channel (APCH) and additionally uses the configured alternate primary channel.
  • Channel access can be performed.
  • an Alternate Primary Channel is a main channel additionally set in addition to the primary primary channel (20 MHz primary channel) of the corresponding BSS, and includes at least one of subchannels not combined with the primary primary channel. Can act as the primary channel for a channel. That is, in the above-described embodiment, as bandwidth expansion for wideband data transmission is performed based on the primary primary channel, separate bandwidth extension may be performed based on the alternative primary channel.
  • the alternative primary channel is used for association between the non-AP STA and the AP like the primary primary channel, and a backoff procedure and enhanced distributed coordination access (EDCA) may be performed.
  • EDCA enhanced distributed coordination access
  • the primary primary channel is set to be identical to each terminal, but the alternative primary channel may be configured independently for each terminal. Therefore, the alternative primary channel configured for some terminals in the same BSS may be different from the alternative primary channel configured for other terminals.
  • the non-AP STA may establish a new link with the AP using an alternate primary channel and transmit data through the established link.
  • the primary main channel is described as having an original main channel set to the corresponding BSS and has a bandwidth of 20 MHz, but the present invention is not limited thereto and may be set to another bandwidth according to an embodiment. have.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment in which CH3 is set as an alternative main channel among usable subchannels CH3 and CH4.
  • the UE performs the backoff procedure for CH3 after the time of xIFS when CH3, which is an alternative main channel, becomes idle.
  • the xIFS waiting before the replacement main channel backoff procedure may be the above-described AIFS or PIFS, but the present invention is not limited thereto.
  • the terminal performs CCA on the other subchannel (CH4) that can be combined with the replacement primary channel (CH3) to check whether the corresponding channel is available. .
  • the terminal transmits data using the replacement primary channel CH3.
  • the terminal transmits data using the replacement primary channel CH3.
  • the UE corresponds to the alternative main channel CH3.
  • Data is transmitted using a wideband channel combined with a subchannel CH4.
  • a busy channel includes a channel used for data transmission of a corresponding terminal and a channel used for data transmission of another terminal.
  • a channel used for data transmission of another terminal may be determined based on the CCA result of the corresponding channel, and interference is caused by a channel used by another terminal in the same BSS for data transmission and a transmission signal of a terminal of another BSS. It may include a channel that occurs.
  • the UE obtains basic primary channel information of the BSS to which the corresponding UE is coupled, and performs CCA on the basic primary channel and the subchannels.
  • the terminal may set an alternate primary channel among at least one subchannel determined to be in an idle state as a result of performing the CCA.
  • FIG. 12 illustrates an alternative main channel setting method according to an embodiment of the present invention.
  • the basic main channel (20 MHz main channel) is set to CH1, CH1 to CH3 are occupied, and CH4 to CH8 are idle.
  • the alternate primary channel may be randomly set among the available idle subchannels. That is, all the subchannels in the idle state may be candidates for the alternate primary channel, and each subchannel may be selected as the alternate primary channel with a uniform probability distribution. In the embodiment of FIG. 12, there are five idle subchannels of CH4 to CH8, and therefore, each subchannel may be selected as an alternative main channel with a probability of 1/5. Meanwhile, according to an additional embodiment of the present invention, weights of alternative primary channel selections for each subchannel may be given according to channel conditions, traffic characteristics, and the like.
  • FIG. 13 illustrates an alternative main channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • the primary main channel is set to CH1, CH1 to CH3 and CH5 are occupied, and CH4 and CH6 to CH8 are idle.
  • the alternate primary channel may be set as a channel capable of forming a channel having the largest bandwidth in combination with other subchannels among available idle subchannels.
  • the bandwidth that can be formed is 20 MHz at maximum.
  • Ch6 is occupied by adjacent CH5
  • the bandwidth that can be formed is up to 20 MHz.
  • CH7 and CH8 may combine with the adjacent channel to form a channel having a larger bandwidth, and the maximum bandwidth that can be formed is 40 MHz. Accordingly, according to the embodiment of FIG. 13, CH7 and CH8 having the largest formable bandwidth may be candidates for the alternative primary channel.
  • the terminal may set one of the plurality of subchannels that may form the channel having the largest bandwidth as an alternate primary channel.
  • the terminal may combine the embodiment of FIG. 12 and the embodiment of FIG. 13 to randomly set an alternate primary channel among a plurality of subchannels that may form a channel having the largest bandwidth. That is, in FIG. 13, CH7 and CH8 may be candidates for the alternate primary channel, and each subchannel may be selected as the alternate primary channel with a probability of 1/2.
  • 14 and 15 illustrate an alternative main channel setting method according to another embodiment of the present invention.
  • the primary main channel is set to CH4, CH3 to CH5 are occupied, and CH1 to CH2 and CH6 to CH8 are idle.
  • the alternate primary channel may be selected based on the frequency interval between the corresponding subchannel and the primary primary channel among the available idle subchannels.
  • 14 and 15 illustrate an embodiment in which the main channel having the smallest frequency interval, that is, the subchannel closest to the main main channel is selected as an alternate main channel.
  • a method of selecting an adjacent channel there are a method based on a physical frequency interval and a method based on a logical frequency interval.
  • FIG. 14 shows an embodiment of selecting an alternate main channel based on a physical frequency interval.
  • the method based on the physical frequency interval means selecting an alternative main channel only considering the actual frequency interval.
  • CH2 and CH6 nearest to CH4 which is the primary main channel, among the subchannels in an idle state may be candidates for the alternate primary channel.
  • the UE may randomly set an alternate main channel among CH2 and CH6 that are alternative main channel candidates.
  • FIG. 15 illustrates an embodiment of selecting an alternate main channel based on a logical frequency interval.
  • the logical frequency interval may be determined based on the order of merging or combining with the main channel according to the broadband allocation rule described above.
  • CH1 and CH2 having the fastest combining with the primary main channel CH4 to form a wideband channel among idle subchannels may be candidates for the alternate primary channel.
  • the terminal may randomly set an alternate main channel among CH1 and CH2 that are alternative main channel candidates.
  • the terminal may configure an alternate primary channel by using both a logical frequency interval and a physical frequency interval.
  • CH2 having the smallest physical frequency interval among CH1 and CH2 having the smallest logical frequency interval with CH4, which is the primary main channel may be set as an alternate main channel.
  • CH6 is not selected as an alternate main channel because the physical frequency interval for the basic main channel is the same as CH2, but the logical frequency interval is larger.
  • a channel having the lowest signal strength as a result of performing CCA on each subchannel may be set as an alternate main channel. At this time, by setting a channel with less interference and noise as an alternative main channel, it is possible to increase the reliability and efficiency of data transmission.
  • the alternative main channel may be set by combining or modifying the above-described embodiments.
  • the alternate primary channel may also be selected in a manner opposite to the embodiments of FIGS. 14 and 15.
  • the subchannel having the largest physical frequency interval or logical frequency interval with the primary main channel eg, CH8
  • the channel having the smallest physical frequency interval or logical frequency interval with the primary main channel eg, CH7 It may be selected as an alternative main channel.
  • FIGS. 16 to 23 illustrate various operation methods of an alternative main channel according to an embodiment of the present invention.
  • the same or corresponding parts as those of the previous drawings will be omitted.
  • a basic main channel (20 MHz main channel) is set to CH1 and an alternative main channel is set to CH8.
  • Each terminal in the BSS acquires basic primary channel information and alternate primary channel information, and attempts to expand bandwidth to adjacent subchannels based on the configured primary primary channel and the alternate primary channel.
  • the terminal may transmit data in the channels of the bandwidth secured in this way.
  • 'data' is used as a term encompassing all concepts such as a data frame, a PLC Protocol Data Unit (PPDU), a MAC Protocol Data Unit (MPDU), and an Aggregate MPDU (A-MPDU) according to an implementation form. do.
  • the 'main channel group' refers to a channel having an extended bandwidth including the primary main channel itself or the primary main channel
  • the 'alternate channel group' includes the alternate main channel itself or the alternate main channel. It is used to refer to a channel of extended bandwidth.
  • the terminal performs a backoff procedure for the primary main channel CH1 for data transmission, and the alternate primary channel CH8 during the PIFS time before the backoff counter of the backoff procedure expires.
  • the UE may perform CCA on not only the replacement primary channel CH8 but also other subchannels CH2 to CH7 during the PIFS time before the backoff counter expires.
  • the terminal transmits data to the primary channel group including the primary primary channel CH1.
  • the terminal performs bandwidth extension based on the CCA result of each subchannel performed during the time of PIFS before the backoff counter of the primary primary channel expires.
  • CH2 which is a 20 MHz subchannel of the primary main channel CH1
  • CH4 is occupied among the 40 MHz subchannels. Therefore, the terminal sets CH1 to CH2 as a basic channel group and transmits data through a channel having a 40 MHz bandwidth.
  • the terminal if the alternate primary channel CH8 is idle during the PIFS time, the terminal also transmits data to the alternate channel group including the alternate primary channel CH8.
  • the UE performs bandwidth extension based on the CCA result of each subchannel performed during the time of PIFS before the backoff counter expiration of the primary primary channel. That is, if there is a subchannel that may remain idle for the time of PIFS before the backoff counter expires and may be combined with the alternate main channel CH8, the UE may have a broadband channel in which the alternate main channel CH8 and the corresponding subchannel are combined. Send data using. Referring to FIG.
  • both the 20 MHz subchannel CH7 and the 40 MHz subchannels CH5 and CH6 of the alternate main channel CH8 are idle during the time of the PIFS. Therefore, the terminal sets CH5 to CH8 as an alternate channel group and transmits data through a channel having an 80 MHz bandwidth.
  • the UE may determine whether the corresponding channel is available by performing a separate backoff procedure for the alternative primary channel. Unlike in the embodiment of FIG. 16, it is determined whether the replacement primary channel can be used only by CCA during the PIFS time, the following embodiments may maintain fairness of channel usage by performing a backoff procedure for the replacement primary channel.
  • FIGS. 17 through 19 illustrate an embodiment of a method for operating an alternate main channel based on shared backoff. That is, according to the embodiment of FIGS. 17 to 19, the backoff counter set in the basic main channel CH1 is also shared as the backoff counter for the replacement main channel CH8. When the alternate primary channel CH8 is idle until the shared backoff counter expires, the terminal may transmit data to the alternate channel group including the alternate primary channel CH8.
  • FIG. 17 illustrates an embodiment in which both channels are idle while the backoff procedure is performed for each of the primary primary channel CH1 and the alternate primary channel CH8.
  • the terminal transmits data using the primary channel group and the alternate channel group together.
  • the UE expands the bandwidth based on the primary main channel CH1 and the bandwidth expansion based on the alternate main channel CH8 based on the CCA result of each subchannel during the PIFS time before the backoff counter expires. Do this. Therefore, in the embodiment of FIG. 17, the terminal transmits data using a basic channel group of 40 MHz bandwidth and an alternative channel group of 80 MHz bandwidth.
  • FIG. 18 illustrates an embodiment in which the primary main channel CH1 is busy while the backoff procedure for each of the primary main channel CH1 and the alternate main channel CH8 is performed.
  • the terminal stops the backoff procedure for the primary main channel CH1 and the alternate primary channel CH8.
  • the terminal resumes the backoff procedure for the primary main channel CH1 and the alternate primary channel CH8 after the time of the AIFS. That is, in the embodiment of FIG. 18, the backoff procedure of the replacement main channel CH8 is performed depending on the backoff procedure of the primary main channel CH1.
  • the UE when the backoff procedure of the primary main channel CH1 is stopped, the UE also stops the backoff procedure of the alternative main channel CH8, and when the backoff procedure of the primary main channel CH1 is resumed, the UE is replaced by the alternative main channel.
  • the backoff procedure of (CH8) is also resumed. If the alternate primary channel CH8 remains idle during the backoff procedure, the terminal transmits data using the base channel group and the alternate channel group after the backoff counter expires. Therefore, in the embodiment of FIG. 18, the terminal transmits data using a basic channel group of 40 MHz bandwidth and an alternative channel group of 80 MHz bandwidth.
  • FIG. 19 illustrates an embodiment in which an alternate main channel CH8 is busy while a backoff procedure is performed for each of the primary main channel CH1 and the alternate main channel CH8.
  • the backoff procedure of the alternate main channel CH8 is performed dependently on the backoff procedure of the primary main channel CH1, but the backoff procedure of the primary main channel CH1 is performed by the alternate main channel CH8. It can be performed independently of the backoff procedure. That is, when the replacement main channel CH8 is occupied, the backoff procedure of the replacement main channel CH8 is stopped, but the backoff procedure of the basic main channel CH1 is continued without being stopped.
  • the terminal may transmit data to the primary channel group including the primary primary channel CH1. However, no data is transmitted to the alternate main channel CH8 where interference occurs during the backoff procedure. Therefore, in the embodiment of FIG. 19, the terminal transmits data using a basic channel group having a 40 MHz bandwidth.
  • the backoff counter of the basic main channel CH1 and the backoff counter of the replacement main channel CH8 are set independently of each other. Therefore, the backoff counter value assigned to the replacement main channel CH8 may be larger or smaller than the backoff counter value assigned to the primary main channel CH1.
  • the terminal switches the replacement primary channel CH8 to the ready state (APCH ready).
  • the UE waits for data transmission using the alternate primary channel CH8 until the backoff counter of the basic primary channel CH1 expires. If the backoff counter of the primary main channel CH1 expires in the ready state of the alternate primary channel (APCH ready), and the alternate primary channel CH8 remains idle until that time, the terminal is the primary channel group and the alternate channel group Use together to send data.
  • the UE expands the bandwidth based on the primary main channel CH1 and the alternate primary channel CH8 based on the CCA result of each subchannel during the PIFS time before the backoff counter expiration of the primary main channel CH1.
  • Bandwidth expansion based on Therefore, in the embodiment of FIG. 20, the terminal transmits data using a basic channel group of 40 MHz bandwidth and an alternative channel group of 80 MHz bandwidth.
  • the terminal releases the ready state of the alternate main channel (APCH ready). do.
  • the UE is allocated a new backoff counter for the replacement main channel (CH8), when the occupancy state of the replacement main channel (CH8) is terminated using the new backoff counter backoff procedure for the replacement main channel (CH8) Perform
  • FIG. 21 illustrates an embodiment in which the backoff counter of the basic main channel CH1 expires before the backoff counter of the replacement main channel CH8. If the backoff counter of the primary primary channel CH1 expires first, the terminal transmits data using only the primary channel group. However, no data is transmitted to the alternate primary channel CH8 whose backoff counter has not expired. Accordingly, in the embodiment of FIG. 21, the terminal transmits data using a basic channel group having a 40 MHz bandwidth. According to an embodiment of the present invention, when the backoff counter of the primary main channel CH1 expires, the backoff counter of the alternate primary channel CH8 is stopped while data transmission on the primary main channel CH1 is performed. Can be.
  • the UE may independently transmit data through the alternate primary channel regardless of whether data is transmitted through the primary primary channel. That is, even when the terminal is unavailable when the primary main channel is busy, the terminal may transmit data using the alternate primary channel.
  • the primary main channel CH1 and the alternate primary channel CH8 perform a backoff procedure using a common backoff counter, and in the backoff procedure of each channel, the common backoff counter is a basic one.
  • the main channel CH1 and the replacement main channel CH8 are stopped only when both are busy. However, if at least one of the primary main channel CH1 and the alternate main channel CH8 is idle, the common backoff counter is resumed.
  • the terminal may transmit data using the primary channel in an idle state. That is, if both the primary main channel CH1 and the alternate primary channel CH8 are idle, the terminal transmits data using the primary channel group and the alternate channel group together. If only one of the two channels is idle, the terminal is idle. Data is transmitted only to the channel group including the primary channel.
  • the alternate main channel CH8 while performing the backoff procedure on the primary main channel CH1 and the alternate main channel CH8, the alternate main channel CH8 is first occupied, but the primary main channel CH1 is idle.
  • the common backoff counter does not stop.
  • the primary main channel CH1 is further occupied and both channels CH1 and CH8 are occupied, the common backoff counter is stopped.
  • the alternate main channel CH8 returns to the idle state again, and the public backoff counter resumes after the time of AIFS.
  • the common backoff counter expires, the primary primary channel CH1 is occupied while the alternate primary channel CH8 is idle. Accordingly, the terminal transmits data using an alternate channel group including the alternate primary channel CH8 in an idle state.
  • the backoff procedure of the replacement main channel CH8 may be performed independently of the backoff procedure of the primary main channel CH1.
  • the backoff counter of the replacement main channel CH8 may be set to be the same as the backoff counter CH1 of the basic main channel, or may be set as a separate backoff counter.
  • the UE is separately allocated a first backoff counter (timer) for the primary main channel (CH1) and a second backoff counter (timer) for the replacement primary channel (CH8).
  • a separate backoff counter may be used to perform the backoff procedure for each main channel CH1 and CH8.
  • the terminal performs a backoff procedure on the basic main channel CH1 using the first backoff counter, and stops the first backoff counter when the basic main channel CH1 becomes occupied.
  • the UE performs a backoff procedure on the replacement main channel CH8 using the second backoff counter, and stops the second backoff counter when the replacement main channel CH8 becomes occupied. As shown in FIG.
  • the terminal when the replacement main channel CH8 returns to the idle state in the stopped state of the second backoff counter, the terminal resumes the second backoff counter after the time of AIFS.
  • the terminal transmits data using an alternate channel group including the alternate primary channel CH8.
  • the above-described embodiments of the present invention can be used for data transmission of a terminal in combination with orthogonal frequency division multiple access (OFDMA). That is, the channels secured by the above-described embodiments may be allocated to one terminal, but may be allocated to a plurality of terminals in a WLAN system to which OFDMA is applied.
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • FIGS. 24 to 26 illustrate various data transmission methods when a terminal uses a broadband channel according to an embodiment of the present invention.
  • the main channel is set to CH1, and the same or corresponding parts as those of the above-described embodiment will not be repeated.
  • FIG. 24 illustrates an embodiment of a data transmission method using a wideband channel.
  • the terminal when the terminal transmits data using a wideband channel, the terminal may adjust transmission opportunity (TXOP) of the corresponding data.
  • TXOP means a time guaranteed that the terminal can continuously transmit the packet.
  • the terminal when the terminal transmits data through a wideband channel including a plurality of basic channels, the terminal may transmit data based on a lower value of TXOP '(adjusted TXOP) than the original TXOP.
  • the basic channel may represent a channel having a basic bandwidth (for example, 20 MHz) set for data transmission.
  • the terminal for transmitting data performs the backoff procedure for the main channel CH1 and the subchannels CH2 to CH4 during the time of PIFS before the backoff counter of the backoff procedure expires.
  • CCA to determine whether each channel is available. If there is at least one idle subchannel that can be combined with the primary channel CH1, the terminal transmits data through a broadband channel in which the primary channel CH1 and the idle channel are combined. In this case, the terminal may transmit the data based on the adjusted TXOP (that is, TXOP ').
  • Table 1 illustrates Enhanced Distributed Coordination Access (EDCA) parameter values set according to an access category (AC).
  • the access categories are the access category (AC_BK) of the background state, the access category (AC_BE) of the best effort state, the access category (AC_VI) of the video data, the access category (AC_VO) of the voice data, and the legacy distributed coordination function (DCF). It includes.
  • the parameter also includes a contention window minimum value (CWmin), contention window maximum value (CWmax), AIFS value (AIFSN), maximum TXOP (Max TXOP), and adjusted TXOP (TXOP ').
  • AC CWmin CWmax AIFSN Max TXOP TXOP " Background (AC_BK) 15 1023 7 0 A ' Best Effort (AC_BE) 15 1023 3 0 A ' Video (AC_VI) 7 15 2 3.008 ms B ' ⁇ 3.008 ms Voice (AC_VO) 3 7 2 1.504 ms B ' ⁇ 1.504 ms Legacy DCF 15 1023 2 0 A '
  • the TXOP 'of the data transmitted through the wideband channel may be determined as a predetermined value A' or a value B 'lower than the original TXOP in the corresponding access category.
  • TXOP 'of data transmitted through the combined broadband channel may have a relationship with a preset TXOP as shown in the following equation.
  • ⁇ is a constant that is inversely proportional to the number of base channels occupied by the terminal.
  • ⁇ is set to 1/2 when the terminal transmits data in the bandwidth of 40MHz
  • ⁇ is set to 1/3 when the terminal transmits data in the bandwidth of 60MHz Can be. That is, when transmitting data using a bandwidth of n times the basic channel, the terminal may adjust the TXOP 'value to 1 / n of the preset TXOP.
  • the setting method of TXOP ' is not limited thereto, and TXOP' may be set to a smaller value as the bandwidth of the wideband channel used by the UE increases.
  • the bandwidth occupied by the terminal may be set to an integer multiple of the basic channel such as 20 MHz, 40 MHz, 60 MHz, 80 MHz, 100 MHz, 120 MHz, 140 MHz, 160 MHz, and the like.
  • the UE may set TXOP 'of data based on the number of subchannels coupled to the primary channel. That is, the larger the number of subchannels coupled to the main channel, the smaller the TXOP 'may be set.
  • a channel having a bandwidth smaller than that of the basic channel may be used for data transmission according to the design of the communication system.
  • ⁇ when data is transmitted through a channel having a bandwidth smaller than that of the basic channel, ⁇ may be set to a value greater than 1, and TXOP 'having a value higher than the preset TXOP may be allocated to the corresponding data.
  • the constant ⁇ for determining TXOP ' may be determined by reflecting an additional weight as well as the bandwidth of the broadband channel used by the terminal.
  • the terminal may determine an available state of a channel by using information such as a control frame received during a preset period before the current time point, and weight the constant ⁇ based on the determined available channel state. I can regulate it.
  • the weight may determine the amount of change in TXOP 'according to the change in the number of basic channels occupied by the terminal.
  • the weight may be determined as 1 / ⁇ , where TXOP 'according to the use of the wideband channel may be set to the same value as the original TXOP.
  • the terminal 25 shows another embodiment of a data transmission method using a wideband channel. According to the embodiment of FIG. 25, when the terminal transmits data using the wideband channel, the terminal may increase the size of the backoff counter used in the backoff procedure of the terminal.
  • the backoff counter for the backoff procedure of the primary channel is determined as a random number within the contention window (CW) range set in the corresponding terminal.
  • the contention window CW of each terminal is determined between the contention window minimum value CWmin and the contention window maximum value CWmax. That is, the contention window (CW) of each terminal is initialized to the contention window minimum value (CWmin), and the terminal which has collided after the backoff procedure increases the contention window (CW) within the contention window maximum value (CWmax). For example, twice the previous competition window. The larger the contention window CW set for a terminal, the higher the probability that a higher value backoff counter is assigned to the terminal.
  • a value of the contention window CW set in the corresponding terminal may be increased.
  • the contention window minimum value CWmin and contention window maximum value CWmax may be basically set as listed in Table 1 according to the type of traffic. At least one of the set contention window minimum value CWmin and contention window maximum value CWmax may be increased.
  • the terminal when the terminal transmits data using a wideband channel, the terminal may extract a plurality of backoff counter candidate values within a set contention window (CW) range, and the extracted backoff counter The largest value among the candidate values may be allocated to the backoff counter of the corresponding terminal.
  • CW contention window
  • the terminal when the terminal transmits data using n times the bandwidth of the basic channel, n backoff counter candidate values may be randomly extracted within a contention window (CW) range set in the corresponding terminal. In this case, the terminal may set the largest value among the extracted n backoff counter candidate values as a backoff counter for the main channel of the corresponding terminal.
  • the probability f (z) of randomly extracting n values within the contention window value CW and the largest value among the extracted n values becomes z is expressed by the following equation.
  • the terminal may determine an available state of the channel by using information such as a control frame received during a preset period before the current time point, and adjust an increase probability of the backoff counter based on the determined available channel state. . For example, as the channel availability situation becomes better, the terminal can lower the increase amount of the contention window CW set in the corresponding terminal. To this end, the UE can lower the increase amount of the contention window minimum value CWmin and the contention window maximum value CWmax. Similarly, the terminal can reduce the number n of extracting the backoff counter candidate value for the terminal as the channel availability situation is better. As such, when the channel availability is good, an unnecessary backoff procedure in a contention-free state can be prevented by reducing the increase in the contention window CW and the number n of backoff counter candidate value extractions.
  • FIG. 26 shows another embodiment of a data transmission method using a wideband channel. According to the embodiment of FIG. 26, when the terminal transmits data using a wideband channel, the terminal may gradually perform bandwidth expansion from the primary channel.
  • the terminal for transmitting data performs a backoff procedure for the main channel CH1 and transmits data using the main channel CH1 when the backoff counter expires.
  • the UE determines whether the corresponding channel is available by performing CCA for the subchannel during the time of xIFS after the backoff expiration.
  • xIFS may be set to PIFS as in the previous bandwidth extension embodiments, or may be set to another value. If the corresponding subchannel is idle during the configured time of xIFS, the UE transmits data using the corresponding subchannel together with the main channel CH1. After the UE starts to occupy the subchannel, the same process is repeated for the additional subchannel for the time of xIFS.
  • the terminal may expand the bandwidth in units of one channel when performing the bandwidth extension, but may also extend the bandwidth in units of a predetermined number of channels.
  • the order of adding subchannels for bandwidth extension may be determined based on the order of merging or combining with the main channel according to the above-described broadband allocation rule, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 26 when the terminal performs channel expansion for using a wideband channel, other communication terminals may start communication by gradually expanding the channel with a time difference of a preset xIFS. You can give them a chance.
  • the present invention has been described using the WLAN communication as an example, the present invention is not limited thereto and may be equally applicable to other communication systems such as cellular communication.
  • the methods, apparatus, and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of the components, operations of the present invention may be implemented using a computer system having a general hardware architecture.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

본 발명은 광대역 링크 설정을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치로서, 더욱 상세하게는 단말의 데이터 전송 대역폭을 확장하여 데이터 통신 효율을 높이기 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계; 및 상기 CCA의 수행 결과, 유휴 상태(idle)로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 제2 주채널을 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법 및 이를 이용한 무선 통신 단말을 제공한다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 09.06.2015]　광대역 링크 설정을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치
본 발명은 광대역 링크 설정을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치로서, 더욱 상세하게는 단말의 데이터 전송 대역폭을 확장하여 데이터 통신 효율을 높이기 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11은 2.4GHz 주파수를 이용한 초기의 무선랜 기술을 지원한 이래, 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 먼저, IEEE 802.11b는 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbps의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 밴드가 아닌 5GHz 밴드의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 밴드의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 하위 호환성(backward compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받았는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.
그리고 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 제정된 기술 규격으로서 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 수 있다.
무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율(Very High Throughput, VHT)을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되었다. 이 중 IEEE 802.11ac는 5GHz 주파수에서 넓은 대역폭(80MHz~160MHz)을 지원한다. IEEE 802.11ac 표준은 5GHz 대역에서만 정의되어 있으나 기존 2.4GHz 대역 제품들과의 하위 호환성을 위해 초기 11ac 칩셋들은 2.4GHz 대역에서의 동작도 지원할 것이다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 스테이션의 무선랜 속도는 최소 1Gbps, 최대 단일 링크 속도는 최소 500Mbps까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다. 또한, 기존 2.4GHz/5GHz 대신 60GHz 밴드를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gbps의 속도를 제공하는 전송규격으로서, 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합하다. 하지만 60GHz 주파수 밴드는 장애물 통과가 어려워 근거리 공간에서의 디바이스들 간에만 이용이 가능한 단점이 있다.
한편, 최근에는 802.11ac 및 802.11ad 이후의 차세대 무선랜 표준으로서, 고밀도 환경에서의 고효율 및 고성능의 무선랜 통신 기술을 제공하기 위한 논의가 계속해서 이루어지고 있다. 즉, 차세대 무선랜 환경에서는 고밀도의 스테이션과 AP(Access Point)의 존재 하에 실내/외에서 높은 주파수 효율의 통신이 제공되어야 하며, 이를 구현하기 위한 다양한 기술들이 필요하다.
본 발명은 전술한 바와 같이 고밀도 환경에서의 고효율/고성능의 무선랜 통신을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.
특히, 본 발명은 통신 효율의 향상을 위해 데이터 전송을 위한 광대역 채널을 할당하는 방법을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.
또한, 본 발명은 광대역 채널을 사용하는 단말과 다른 단말간의 통신 기회의 형평성을 보장하기 위한 목적도 가지고 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 단말의 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말을 제공한다.
먼저 본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계; 및 상기 CCA의 수행 결과, 유휴 상태(idle)로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 제2 주채널을 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하고, 상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하고, 상기 CCA의 수행 결과, 유휴 상태(idle)로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 제2 주채널을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서 랜덤하게 설정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서, 다른 유휴 상태의 부채널과 결합하여 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 부채널로 설정될 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 부채널과 상기 제1 주채널 간의 주파수 간격에 기초하여 설정될 수 있다..
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서, 광대역 데이터 전송을 위한 대역폭 확장 시 상기 제1 주채널과 결합되는 순서가 가장 빠른 부채널로 설정될 수 있다.
이때, 상기 제1 주채널은 상기 BSS 내의 각 단말마다 동일하게 설정되며, 상기 제2 주채널은 상기 BSS 내의 각 단말 별로 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 단말에 설정된 제2 주채널 정보를 획득하는 단계, 상기 제2 주채널은 상기 BSS의 부채널들 중 적어도 하나에서 설정됨; 상기 제1 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하는 단계; 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 시간 동안 상기 제2 주채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계; 및 상기 CCA의 수행 결과 상기 제2 주채널이 유휴 상태(idle)이면, 상기 제1 주채널 및 제2 주채널을 함께 사용하여 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하고, 상기 단말에 설정된 제2 주채널 정보를 획득하되, 상기 제2 주채널은 상기 BSS의 부채널들 중 적어도 하나에서 설정되고, 상기 제1 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하고, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 시간 동안 상기 제2 주채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하고, 상기 CCA의 수행 결과 상기 제2 주채널이 유휴 상태(idle)이면, 상기 제1 주채널 및 제2 주채널을 함께 사용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.
이때, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 시간 동안 상기 BSS의 부채널들에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 더 수행하고, 상기 CCA의 수행 결과, 상기 제2 주채널이 유휴 상태이고 상기 제2 주채널과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태의 부채널이 있을 경우, 상기 제2 주채널과 상기 유휴 상태의 부채널이 결합된 광대역의 채널로 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
다음으로, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 단말에 설정된 제2 주채널 정보를 획득하는 단계, 상기 제2 주채널은 상기 BSS의 부채널들 중 적어도 하나에서 설정됨; 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 각각에 대한 백오프 절차를 수행하는 단계; 및 상기 각 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료된 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하고, 상기 단말에 설정된 제2 주채널 정보를 획득하되, 상기 제2 주채널은 상기 BSS의 부채널들 중 적어도 하나에서 설정되고, 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 각각에 대한 백오프 절차를 수행하고, 상기 각 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료된 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널의 백오프 절차를 위한 제2 백오프 카운터는 상기 제1 주채널의 백오프 절차를 위한 제1 백오프 카운터와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1 주채널의 백오프 절차가 정지 되면, 상기 제1 주채널의 백오프 절차의 정지 기간 동안 상기 제2 주채널의 백오프 절차가 함께 정지되고, 상기 제2 주채널의 백오프 절차가 진행되는 동안 상기 제2 주채널이 유휴 상태(idle)를 계속 유지할 경우, 상기 제2 주채널을 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 제1 주채널의 백오프 절차를 위한 제1 백오프 카운터와 상기 제2 주채널의 백오프 절차를 위한 제2 백오프 카운터는 각각 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제2 백오프 카운터가 상기 제1 백오프 카운터보다 먼저 만료될 경우, 상기 제2 주채널을 사용한 데이터 전송을 상기 제1 백오프 카운터의 만료 시까지 대기하고, 상기 제1 백오프 카운터가 만료되면, 상기 제1 주채널 및 제2 주채널을 함께 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 주채널의 백오프 절차와 제2 주채널의 백오프 절차는 공용 백오프 카운터를 이용하여 수행되며, 상기 공용 백오프 카운터는 상기 제1 주채널과 상기 제2 주채널이 모두 점유 상태(busy)일 때에 정지되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 공용 백오프 카운터가 만료될 때 유휴 상태에 있는 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제2 주채널의 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 시간 동안 상기 BSS의 부채널들에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 더 수행하며, 상기 CCA의 수행 결과 상기 제2 주채널과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태의 부채널이 있을 경우, 상기 제2 주채널과 상기 유휴 상태의 부채널이 결합된 광대역의 채널로 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계; 및 상기 CCA의 수행 결과 상기 주채널과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태의 부채널이 있을 경우, 상기 주채널과 상기 유휴 상태의 부채널이 결합된 광대역의 채널로 상기 데이터를 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 결합된 광대역의 채널로 전송되는 상기 데이터의 TXOP(Transmission Opportunity)는 상기 광대역 채널의 대역폭에 기초하여 조정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 주채널 정보를 획득하고, 상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하고, 상기 CCA의 수행 결과 상기 주채널과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태의 부채널이 있을 경우, 상기 주채널과 상기 유휴 상태의 부채널이 결합된 광대역의 채널로 상기 데이터를 전송하되, 상기 결합된 광대역의 채널로 전송되는 상기 데이터의 TXOP(Transmission Opportunity)는 상기 광대역 채널의 대역폭에 기초하여 조정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.
이때, 상기 광대역 채널의 대역폭이 클수록 상기 조정된 TXOP는 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말의 무선 통신 방법으로서, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 주채널 정보를 획득하는 단계; 상기 주채널과 함께 상기 단말의 데이터 전송을 위한 광대역 채널을 형성하는 부채널 정보를 획득하는 단계; 상기 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하기 위한 백오프 카운터를 할당 받는 단계; 및 상기 할당 된 백오프 카운터를 이용하여 상기 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하는 단계; 를 포함하되, 상기 백오프 카운터는 상기 광대역 채널의 대역폭에 기초하여 할당되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법을 제공한다.
또한, 무선 통신 단말로서, 무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및 상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는, 상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 주채널 정보를 획득하고, 상기 주채널과 함께 상기 단말의 데이터 전송을 위한 광대역 채널을 형성하는 부채널 정보를 획득하고, 상기 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하기 위한 백오프 카운터를 할당 받고, 상기 할당 된 백오프 카운터를 이용하여 상기 주채널에 대한 백오프 절차를 수행하되, 상기 백오프 카운터는 상기 광대역 채널의 대역폭에 기초하여 할당되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 상기 광대역 채널의 대역폭이 클수록 상기 백오프 카운터를 할당하기 위한 경쟁 윈도우의 최소값 및 최대값 중 적어도 하나가 증가되는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예에 따르면, 상기 단말이 광대역 채널을 사용하여 상기 데이터를 전송할 경우, 상기 단말에 설정된 경쟁 윈도우 범위 내에서 복수의 백오프 카운터 후보 값을 추출하고, 추출된 백오프 카운터 후보 값 중 가장 큰 값을 상기 백오프 카운터로 할당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 방법으로 단말이 광대역 채널을 사용할 수 있는 환경을 제공함으로, 단말의 데이터 전송 속도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 BSS에 할당된 주채널뿐만 아니라 별도로 할당된 대체 주채널을 함께 사용하여 대역폭 확장을 수행함으로 전체적인 채널 사용률을 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 단말이 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우, 다른 BSS의 단말들과 데이터 전송 기회의 형평성을 유지하도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경쟁 기반 채널 접근 시스템에서 전체 자원 사용률을 증가시키고, 무선랜 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션의 구성을 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타낸 블록도.
도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타낸 도면.
도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸 도면.
도 8은 무선랜 통신을 위한 광대역 할당 방법을 나타낸 도면.
도 9는 단말의 광대역 접근 방법의 일 실시예를 나타낸 도면.
도 10은 단말의 광대역 접근 방법의 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 11은 단말의 광대역 접근 방법의 또 다른 실시예를 나타낸 도면.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 대체 주채널 설정 방법을 나타낸 도면.
도 16 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 대체 주채널의 다양한 동작 방법을 나타낸 도면.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 광대역 채널을 이용할 경우의 다양한 데이터 전송 방법을 나타낸 도면.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 “이상” 또는 “이하”라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 “초과” 또는 “미만”으로 적절하게 대체될 수 있다.
본 출원은 대한민국 특허 출원 제10-2014-0063356호, 제10-2014-0063359호 및 제10-2014-0148477호를 기초로 한 우선권을 주장하며, 우선권의 기초가 되는 상기 각 출원들에 서술된 실시예 및 기재 사항은 본 출원의 상세한 설명에 포함되는 것으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 도시하고 있다. 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 베이직 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함하는데, BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 기기들의 집합을 나타낸다. 일반적으로 BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분될 수 있으며, 도 1은 이 중 인프라스트럭쳐 BSS를 나타내고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 스테이션(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 스테이션인 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2), 및 다수의 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다.
스테이션(Station, STA)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 디바이스로서, 광의로는 비 액세스 포인트(Non-AP) 스테이션뿐만 아니라 액세스 포인트(AP)를 모두 포함한다. 또한, 본 명세서에서는 스테이션과 AP 등의 무선랜 통신 디바이스를 모두 포함하는 개념으로서 '단말'이라는 용어가 사용될 수 있다. 무선 통신을 위한 스테이션은 프로세서(Processor)와 송수신부(transmit/receive unit)를 포함하고, 실시예에 따라 유저 인터페이스부와 디스플레이 유닛 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하며, 그 밖에 스테이션을 제어하기 위한 다양한 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 송수신부는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신한다.
액세스 포인트(Access Point, AP)는 자신에게 결합된(associated) 스테이션을 위하여 무선 매체를 경유하여 분배시스템(DS)에 대한 접속을 제공하는 개체이다. 인프라스트럭쳐 BSS에서 비 AP 스테이션들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이지만, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP 스테이션들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. 한편, 본 발명에서 AP는 PCP(Personal BSS Coordination Point)를 포함하는 개념으로 사용되며, 광의적으로는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등의 개념을 모두 포함할 수 있다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 이때, 분배 시스템을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템인 독립 BSS를 도시하고 있다. 도 2의 실시예에서 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 2에 도시된 BSS3는 독립 BSS이며 AP를 포함하지 않기 때문에, 모든 스테이션(STA6, STA7)이 AP와 접속되지 않은 상태이다. 독립 BSS는 분배 시스템으로의 접속이 허용되지 않으며, 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다. 독립 BSS에서 각각의 스테이션들(STA6, STA7)은 다이렉트로 서로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)은 프로세서(110), 송수신부(120), 유저 인터페이스부(140), 디스플레이 유닛(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.
먼저, 송수신부(120)는 무선랜 패킷 등의 무선 신호를 송수신 하며, 스테이션(100)에 내장되거나 외장으로 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 송수신부(120)는 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 이를 테면, 상기 송수신부(120)는 2.4GHz, 5GHz 및 60GHz 등의 서로 다른 주파수 밴드의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스테이션(100)은 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 AP 또는 외부 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 송수신부(120)는 스테이션(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 스테이션(100)이 복수의 송수신 모듈을 포함할 경우, 각 송수신 모듈은 각각 독립된 형태로 구비될 수도 있으며, 복수의 모듈이 하나의 칩으로 통합되어 구비될 수도 있다.
다음으로, 유저 인터페이스부(140)는 스테이션(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 스테이션(100)을 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 상기 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 스테이션(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션(100)이 AP 또는 외부 스테이션과 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.
본 발명의 프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 스테이션(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 스테이션(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 AP와의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, AP가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 AP에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 스테이션(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시예에 따라 스테이션(100)의 일부 구성 이를 테면, 송수신부(120)등을 개별적으로 제어하기 위한 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있다. 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.
도 3에 도시된 스테이션(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 이를테면, 상기 프로세서(110) 및 송수신부(120)는 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있으며 별도의 칩으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 스테이션(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 스테이션(100)에 선택적으로 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 프로세서(210), 송수신부(220) 및 메모리(260)를 포함할 수 있다. 도 4에서 AP(200)의 구성 중 도 3의 스테이션(100)의 구성과 동일하거나 상응하는 부분에 대해서는 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 적어도 하나의 주파수 밴드에서 BSS를 운영하기 위한 송수신부(220)를 구비한다. 도 3의 실시예에서 전술한 바와 같이, 상기 AP(200)의 송수신부(220) 또한 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 복수의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 서로 다른 주파수 밴드, 이를 테면 2.4GHz, 5GHz, 60GHz 중 두 개 이상의 송수신 모듈을 함께 구비할 수 있다. 바람직하게는, AP(200)는 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 송수신부(220)는 AP(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.
다음으로, 메모리(260)는 AP(200)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션의 접속을 관리하는 접속 프로그램이 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 AP(200)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 메모리(260)에 저장된 스테이션과의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, 하나 이상의 스테이션에 대한 통신 설정 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 통신 설정 메시지에는 각 스테이션의 접속 우선 조건에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 스테이션의 접속 요청에 따라 접속 설정을 수행한다. 프로세서(210)는 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.
도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, STA(100)와 AP(200) 간의 링크는 크게 스캐닝(scanning), 인증(authentication) 및 결합(association)의 3단계를 통해 설정된다. 먼저, 스캐닝 단계는 AP(200)가 운영하는 BSS의 접속 정보를 STA(100)가 획득하는 단계이다. 스캐닝을 수행하기 위한 방법으로는 AP(200)가 주기적으로 전송하는 비콘(beacon) 메시지(S101)만을 활용하여 정보를 획득하는 패시브 스캐닝(passive scanning) 방법과, STA(100)가 AP에 프로브 요청(probe request)을 전송하고(S103), AP로부터 프로브 응답(probe response)을 수신하여(S105) 접속 정보를 획득하는 액티브 스캐닝(active scanning) 방법이 있다.
스캐닝 단계에서 성공적으로 무선 접속 정보를 수신한 STA(100)는 인증 요청(authentication request)을 전송하고(S107a), AP(200)로부터 인증 응답(authentication response)을 수신하여(S107b) 인증 단계를 수행한다. 인증 단계가 수행된 후, STA(100)는 결합 요청(association request)를 전송하고(S109a), AP(200)로부터 결합 응답(association response)을 수신하여(S109b) 결합 단계를 수행한다.
한편, 추가적으로 802.1X 기반의 인증 단계(S111) 및 DHCP를 통한 IP 주소 획득 단계(S113)가 수행될 수 있다. 도 5에서 인증 서버(300)는 STA(100)와 802.1X 기반의 인증을 처리하는 서버로서, AP(200)에 물리적으로 결합되어 존재하거나 별도의 서버로서 존재할 수 있다.
도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타내고 있다.
무선랜 통신을 수행하는 단말은 데이터를 전송하기 전에 캐리어 센싱(Carrier Sensing)을 수행하여 채널이 점유 상태(busy)인지 여부를 체크한다. 만약, 일정한 세기 이상의 무선 신호가 감지되는 경우 해당 채널이 점유 상태(busy)인 것으로 판별되고, 상기 단말은 해당 채널에 대한 액세스를 지연한다. 이러한 과정을 클리어 채널 할당(Clear Channel Assessment, CCA) 이라고 하며, 해당 신호 감지 유무를 결정하는 레벨을 CCA 임계값(CCA threshold)이라 한다. 만약 단말에 수신된 CCA 임계값 이상의 무선 신호가 해당 단말을 수신자로 하는 경우, 단말은 수신된 무선 신호를 처리하게 된다. 한편, 해당 채널에서 무선 신호가 감지되지 않거나 CCA 임계값보다 작은 세기의 무선 신호가 감지될 경우 상기 채널은 유휴 상태(idle)인 것으로 판별된다.
채널이 유휴 상태인 것으로 판별되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말은 각 단말의 상황에 따른 IFS(InterFrame Space) 이를테면, AIFS(Arbitration IFS), PIFS(PCF IFS) 등의 시간 뒤에 백오프 절차를 수행한다. 실시예에 따라, 상기 AIFS는 기존의 DIFS(DCF IFS)를 대체하는 구성으로 사용될 수 있다. 각 단말은 해당 단말에 할당된 난수(random number) 만큼의 슬롯 타임을 상기 채널의 유휴 상태의 간격(interval) 동안 감소시켜가며 대기하고, 슬롯 타임을 모두 소진한 단말이 해당 채널에 대한 액세스를 시도하게 된다. 이와 같이 각 단말들이 백오프 절차를 수행하는 구간을 경쟁 윈도우 구간이라고 한다.
만약, 특정 단말이 상기 채널에 성공적으로 액세스하게 되면, 해당 단말은 상기 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, 액세스를 시도한 단말이 다른 단말과 충돌하게 되면, 충돌된 단말들은 각각 새로운 난수를 할당 받아 다시 백오프 절차를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 각 단말에 새로 할당되는 난수는 해당 단말이 이전에 할당 받은 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다. 한편, 각 단말은 다음 경쟁 윈도우 구간에서 다시 백오프 절차를 수행하여 액세스를 시도하며, 이때 각 단말은 이전 경쟁 윈도우 구간에서 남게 된 슬롯 타임부터 백오프 절차를 수행한다. 이와 같은 방법으로 무선랜 통신을 수행하는 각 단말들은 특정 채널에 대한 서로간의 충돌을 회피할 수 있다.
도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸 도면이다.
BSS 내의 AP 및 STA들은 데이터를 전송하기 위한 권리를 얻기 위해 경쟁을 하게 된다. 이전 단계의 데이터 전송이 완료되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말들은 AIFS의 시간이 지난 후에 각 단말에 할당된 난수의 백오프 카운터(또는, 백오프 타이머)를 감소해가며 백오프 절차를 수행한다. 백오프 카운터가 만료된 전송 단말은 RTS(Request to Send) 프레임을 전송하여, 해당 단말이 전송할 데이터가 있음을 알린다. 도 7의 실시예에 따르면, 최소의 백오프로 경쟁에서 우위를 점한 STA1이 백오프 카운터 만료 후 RTS 프레임을 전송할 수 있다. RTS 프레임은 리시버 어드레스(receiver address), 트랜스미터 어드레스(transmitter address) 및 듀레이션(duration) 등의 정보를 포함한다. RTS 프레임을 수신한 수신 단말(즉, 도 7에서 AP)은 SIFS(Short IFS)의 시간을 대기한 후 CTS(Clear to Send) 프레임을 전송하여 전송 단말(STA1)에게 데이터 전송이 가능함을 알린다. CTS 프레임은 리시버 어드레스와 듀레이션 등의 정보를 포함한다. 이때, CTS 프레임의 리시버 어드레스는 이에 대응하는 RTS 프레임의 트랜스미터 어드레스 즉, 전송 단말(STA1)의 어드레스와 동일하게 설정될 수 있다.
CTS 프레임을 수신한 전송 단말(STA1)은 SIFS의 시간 후에 데이터를 전송한다. 데이터 전송이 완료되면, 수신 단말(AP)은 SIFS의 시간 후에 응답(ACK) 프레임을 전송하여 데이터 전송이 완료되었음을 알린다. 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임을 수신한 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 성공한 것으로 간주한다. 그러나 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임이 수신되지 않은 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 실패한 것으로 간주한다. 한편, 상기 전송 과정 동안 RTS 프레임 및 CTS 프레임 중 적어도 하나를 수신한 주변 단말들은 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하며, 설정된 NAV가 만료될 때까지 데이터 전송을 수행하지 않는다. 이때, 각 단말의 NAV는 수신된 RTS 프레임 또는 CTS 프레임의 듀레이션 필드에 기초하여 설정될 수 있다.
전술한 데이터 전송 과정에서, 단말들의 RTS 프레임 또는 CTS 프레임이 간섭이나 충돌 등의 상황으로 목표 단말(즉, 리시버 어드레스의 단말)에게 정상적으로 전달되지 않는 경우에는 이후의 과정의 수행이 중단된다. RTS 프레임을 전송한 전송 단말(STA1)은 데이터 전송이 불가능한 것으로 간주하고, 새로운 난수를 할당 받아 다음 회의 경쟁에 참여하게 된다. 이때, 새로 할당되는 난수는 전술한 바와 같이 이전의 기 설정된 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다.
도 8은 무선랜 통신을 위한 광대역(wide bandwidth) 할당 방법을 나타내고 있다. 도 8 및 이하의 도면들에서 CH1 내지 CH8은 각각 20MHz 단위의 채널들을 나타내지만, 본 발명이 적용되는 통신 방식에 따라 채널의 개수 및 대역폭은 변경될 수 있다.
무선랜 시스템에서 각 BSS의 단말들은 특정 채널을 주채널(Primary channel)로 설정하여 통신을 수행한다. 주채널은 non-AP STA들이 AP와 결합(association)하기 위해 사용되는 채널로써, 전송 대역폭에 따라 기본 20MHz에서 40MHz, 80MHz 등으로 확장될 수 있다. 한편, 부채널(Secondary channel)은 주채널과 동일한 대역폭을 갖는 인접 채널로써, 주채널과 결합되어(associated) 2배의 대역폭을 갖는 채널을 형성한다.
BSS의 단말들은 각 채널에 대해 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여 해당 채널이 점유 상태(busy)인지 여부를 체크하고, 유휴 상태(idle)인 것으로 판별된 채널을 기초로 대역폭 확장을 수행한다. 즉, 단말은 20MHz를 기본 대역폭으로 하여, 주채널에 인접한 채널들의 유휴 상태 여부에 따라 전송 대역폭을 40MHz, 80MHz 및 160MHz 등으로 확장해 나갈 수 있다.
더욱 구체적으로 도 8을 참조하면, CH1이 BSS의 20MHz 주채널로 설정되어 있으며, CH1에 인접한 CH2가 유휴 상태인 경우 CH1과 CH2를 각각 주채널과 부채널로 하는 전체 40MHz의 전송 대역폭이 사용될 수 있다. 또한, CH1 내지 CH2와 인접한 CH3 내지 CH4 역시 모두 유휴 상태인 경우, CH1 내지 CH2를 40MHz 주채널로 하고, CH3 내지 CH4를 40MHz 부채널로 하는 전체 80MHz의 전송 대역폭이 사용될 수 있다. 마찬가지로, CH1 내지 CH4와 인접한 CH5 내지 CH8이 모두 유휴 상태인 경우, CH1 내지 CH4를 80MHz 주채널로 하고, CH5 내지 CH8를 80MHz 부채널로 하는 전체 160MHz의 전송 대역폭이 사용될 수 있다.
도 9는 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 단말의 광대역 접근 방법을 나타내고 있다. 도 9의 실시예에서 해당 BSS는 최대 대역폭이 80MHz로 설정되어 있다. 또한, 단말은 도 7에서 전술한 바와 같이 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하고, 백오프 카운터가 만료되면 주채널과 부채널을 포함하는 80MHz 대역폭의 채널들(CH1 ~ CH4)로 RTS 프레임을 전송한다.
먼저, 도 9(a)는 동적 대역폭(dynamic bandwidth) 동작에 따른 광대역 접근 방법을 나타내고 있다. 도 9(a)를 참조하면, 단말은 80MHz 대역폭의 각 채널(CH1~CH4) 별로 RTS 프레임을 전송하였지만, 40MHz 부채널(CH3, CH4)이 점유 상태(busy)이므로 CH1 및 CH2에서만 CTS 프레임이 수신되었다. 따라서, 단말은 CTS 프레임이 수신된 채널들 즉, CH1 및 CH2를 각각 주채널, 부채널로 하는 40MHz의 일부 대역폭을 전송 대역폭으로 사용하여 데이터를 전송한다. 한편, 해당 단말은 주채널(CH1)에 대한 다음 백오프 절차가 수행될 때까지, CTS 프레임이 수신되지 않은 CH3와 CH4를 사용하지 않을 수 있다. 즉, 도 9(a)의 실시예에 따르면, 단말은 주채널과 모든 부채널이 유휴 상태(Idle)일 경우 최대 대역폭을 사용하여 데이터 전송을 수행하며, 적어도 일부의 부채널이 점유 상태(busy)일 경우에는 주채널을 포함하는 일부 대역폭만을 사용하여 데이터 전송을 수행한다.
다음으로, 도 9(b)는 정적 대역폭(static bandwidth) 동작에 따른 광대역 접근 방법을 나타내고 있다. 도 9(b)를 참조하면, 단말은 80MHz 대역폭의 각 채널(CH1~CH4) 별로 RTS 프레임을 전송하였지만, 일부 채널(CH3, CH4)이 점유 상태(busy)이므로 CTS 프레임이 수신되지 않는다. 따라서, 단말은 80MHz 대역폭의 전체 채널(CH1~CH4)에 대한 사용을 연기하고, 다음 백오프 절차 이후에 다시 4개의 채널에 대한 RTS 프레임을 전송한다. 즉, 도 9(b)의 실시예에 따르면, 최대 대역폭의 전체 채널 중 적어도 하나의 채널이 점유 상태(busy)이면 단말은 전체 대역폭을 사용하지 않으며, 데이터 전송을 위해 주채널에 대한 백오프 절차를 다시 수행한다.
도 10은 단말의 광대역 접근 방법의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 10의 실시예에서도 해당 BSS는 최대 대역폭이 80MHz로 설정되어 있으며, 도 9의 실시예와 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 10(a)는 설정된 최대 대역폭을 사용하여 데이터가 성공적으로 전송되는 실시예를 나타내고 있으며, 도 10(b) 및 도 10(c)는 최대 대역폭 중 일부 채널이 점유 상태(busy)인 데이터 전송 실시예를 나타내고 있다. 더욱 구체적으로, 도 10(b)는 동적 대역폭 동작에 따른 광대역 접근 방법을 나타낸 것으로서, 40MHz 부채널(CH3, CH4)이 점유 상태(busy)인 경우 단말은 40MHz 주채널(CH1, CH2)만을 사용하여 데이터를 전송한다. 다음으로, 도 10(c)는 정적 대역폭 동작에 따른 광대역 접근 방법을 나타낸 것으로서, 적어도 일부 채널이 점유 상태(busy)인 경우 단말은 데이터를 전송하지 않으며, 최대 대역폭(80MHz)을 모두 사용할 수 있을 때까지 백오프 절차를 수행하여 대기한다.
한편, 도 10의 각 실시예에서, 백오프 절차 및 EDCA(Enhanced Distributed Coordination Access)는 20MHz 주채널(CH1)에서만 수행되며, 기타 부채널들(CH2~CH4)에서는 백오프 카운터 만료 전 PIFS 시간 동안의 CCA를 통해 해당 채널이 사용 가능한지 확인될 수 있다.
도 11은 단말의 광대역 접근 방법의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 이전 실시예들에서는 데이터 전송을 수행중인 단말이 해당 전송이 종료될 때까지 초기에 설정된 채널을 사용하지만, 도 11의 실시예에서는 데이터의 전송 도중 추가로 사용 가능한 채널이 감지될 경우 단말은 이를 사용할 수 있다.
더욱 구체적으로, 단말은 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하고, 다른 부채널들(CH2~CH4)에서는 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 PIFS 시간 동안 CCA를 수행하여 각 채널이 사용 가능한지 확인한다. 도 11의 실시예와 같이 일부 부채널(CH3, CH4)이 점유 상태(busy)일 경우, 단말은 주채널(CH1)을 포함하는 일부 대역폭 즉, 40MHz 대역폭의 채널들(CH1, CH2)만을 사용하여 데이터 전송을 수행한다. 그러나 단말은 광대역 접근 시점에 사용이 불가능하였던 채널(CH3, CH4)이 데이터 전송 중 유휴 상태(idle)가 되어 사용 가능하게 될 경우, 해당 채널들에 대한 추가적인 채널 접근을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 사용 가능한(즉, 유휴 상태의) 부채널들 중 적어도 하나의 채널을 대체 주채널(Alternative Primary Channel, APCH)로 설정하고, 설정된 대체 주채널을 사용하여 추가적인 채널 접근을 수행할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 대체 주채널(Alternative Primary Channel, APCH)은 해당 BSS의 기본 주채널(20MHz 주채널) 외에 추가적으로 설정되는 주채널로서, 기본 주채널과 결합되지 않은 부채널들 중 적어도 하나의 채널에 대한 주채널로 동작할 수 있다. 즉, 전술한 실시예에서 기본 주채널을 기반으로 광대역 데이터 전송을 위한 대역폭 확장이 수행된 것과 같이, 대체 주채널을 기반으로 별도의 대역폭 확장이 수행될 수 있다. 대체 주채널은 기본 주채널과 마찬가지로 non-AP STA와 AP간의 결합(association)을 위해 사용되며, 백오프 절차 및 EDCA(Enhanced Distributed Coordination Access) 등이 수행될 수 있다. 동일 BSS 내에서 기본 주채널은 각 단말마다 동일하게 설정되지만, 대체 주채널은 각 단말 별로 독립적으로 설정될 수 있다. 따라서, 동일 BSS 내의 일부 단말에 설정된 대체 주채널은 다른 단말에 설정된 대체 주채널과 다를 수 있다. Non-AP STA는 대체 주채널을 이용하여 AP와 새로운 링크를 설정하고, 설정된 링크로 데이터를 전송할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에서 기본 주채널은 해당 BSS에 설정된 원래의(original) 주채널로서 20MHz의 대역폭을 갖는 것으로 설명되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 실시예에 따라 다른 대역폭으로 설정될 수도 있다.
도 11은 사용 가능한 부채널들(CH3, CH4) 중 CH3가 대체 주채널로 설정된 실시예를 나타내고 있다. 단말은 대체 주채널인 CH3가 유휴 상태가 되면 xIFS의 시간 후에 CH3에 대한 백오프 절차를 수행한다. 대체 주채널의 백오프 절차가 시작되기 전에 대기하는 xIFS는 전술한 AIFS 또는 PIFS 등이 될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 한편, 대체 주채널(CH3)에 대한 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안, 단말은 대체 주채널(CH3)과 결합 가능한 다른 부채널(CH4)에 대한 CCA를 수행하여 해당 채널이 사용 가능한지 확인한다. 대체 주채널(CH3)이 유휴 상태(idle)를 유지하여 해당 채널의 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 대체 주채널(CH3)을 사용하여 데이터를 전송한다. 이때, 백오프 카운터 만료전 PIFS의 시간 동안 유휴 상태(idle)를 유지하여 상기 대체 주채널(CH3)과 결합될 수 있는 부채널(CH4)이 있을 경우, 단말은 대체 주채널(CH3)과 해당 부채널(CH4)이 결합된 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송한다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 대체 주채널 설정 방법을 나타내고 있다.
도 12 내지 도 15의 실시예에서 음영 표시된 채널은 점유 상태(busy)의 채널을 나타낸다. 본 발명의 실시예에서 점유 상태(busy)의 채널은 해당 단말의 데이터 전송에 사용되는 채널 및 다른 단말의 데이터 전송에 사용되는 채널을 포함한다. 여기서, 다른 단말의 데이터 전송에 사용되는 채널은 해당 채널의 CCA 결과에 기초하여 판별될 수 있으며, 동일 BSS 내의 다른 단말이 데이터 전송에 사용하는 채널과, 다른 BSS의 단말의 전송 신호로 인해 간섭이 발생하는 채널을 포함할 수 있다. 단말은 해당 단말이 결합된 BSS의 기본 주채널 정보를 획득하고, 기본 주채널 및 부채널들에 대해 CCA를 수행한다. 그리고, 단말은 CCA의 수행 결과, 유휴 상태로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 대체 주채널을 설정할 수 있다.
먼저, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 대체 주채널 설정 방법을 나타내고 있다. 도 12의 실시예에서 기본 주채널(20MHz 주채널)은 CH1으로 설정되어 있으며, CH1 내지 CH3는 점유 상태이고, CH4 내지 CH8은 유휴 상태이다.
도 12의 실시예에 따르면, 대체 주채널은 사용 가능한 유휴 상태(idle)의 부채널들 중에서 랜덤하게 설정될 수 있다. 즉, 유휴 상태의 모든 부채널들은 대체 주채널의 후보가 될 수 있으며, 각 부채널은 균일(uniform)한 확률 분포로 대체 주채널로 선택될 수 있다. 도 12의 실시예에서는 CH4 내지 CH8의 5개의 유휴 상태의 부채널이 존재하며, 따라서 각 부채널은 1/5의 확률로 대체 주채널로 선택될 수 있다. 한편 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 채널 상황, 트래픽 특성 등에 따라 각 부채널에 대한 대체 주채널 선택의 가중치가 부여될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 대체 주채널 설정 방법을 나타내고 있다. 도 13의 실시예에서 기본 주채널은 CH1으로 설정되어 있으며, CH1 내지 CH3 및 CH5는 점유 상태이고, CH4 및 CH6 내지 CH8은 유휴 상태이다.
도 13의 실시예에 따르면, 대체 주채널은 사용 가능한 유휴 상태(idle)의 부채널들 중에서, 다른 부채널과 결합하여 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 채널로 설정될 수 있다. 도 13에서 CH4는 인접한 CH3가 점유 상태(busy)이므로 형성 가능한 대역폭이 최대 20MHz가 된다. 마찬가지로 Ch6는 인접한 CH5가 점유 상태(busy)이므로 형성 가능한 대역폭은 최대 20MHz가 된다. 그러나 CH7 및 CH8은 각각 인접한 채널(CH8, CH7)이 유휴 상태(idle)이므로 인접한 채널과 결합하여 더 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있으며, 형성 가능한 대역폭은 최대 40MHz가 된다. 따라서, 도 13의 실시예에 따르면 형성 가능한 대역폭이 가장 큰 CH7 및 CH8이 대체 주채널의 후보가 될 수 있다.
단말은 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 복수의 부채널들 중 하나를 대체 주채널로 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말은 도 12의 실시예와 도 13의 실시예를 조합하여, 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 복수의 부채널들 중 랜덤하게 대체 주채널을 설정할 수 있다. 즉, 도 13에서 CH7과 CH8이 대체 주채널의 후보가 될 수 있으며, 각 부채널은 1/2의 확률로 대체 주채널로 선택될 수 있다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대체 주채널 설정 방법을 나타내고 있다. 도 14 및 도 15의 실시예에서 기본 주채널은 CH4로 설정되어 있으며, CH3 내지 CH5는 점유 상태이고, CH1 내지 CH2 및 CH6 내지 CH8은 유휴 상태이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 대체 주채널은 사용 가능한 유휴 상태(idle)의 부채널들 중에서, 해당 부채널과 기본 주채널 간의 주파수 간격에 기초하여 선택될 수 있다. 도 14 및 도 15는 기본 주채널과 주파수 간격이 가장 작은 즉, 기본 주채널과 가장 인접한 부채널이 대체 주채널로 선택되는 실시예를 도시하고 있다. 이때, 인접 채널을 선택하는 방법으로는 물리적 주파수 간격에 기초한 방법과 논리적 주파수 간격에 기초한 방법이 있다.
먼저, 도 14는 물리적 주파수 간격에 기초하여 대체 주채널을 선택하는 실시예를 나타내고 있다. 물리적 주파수 간격에 기초한 방법은, 실제 주파수 간격만을 고려하여 대체 주채널을 선택하는 것을 의미한다. 도 14를 참조하면, 유휴 상태(idle)의 부채널들 중에서 기본 주채널인 CH4와 가장 인접한 CH2 및 CH6가 대체 주채널의 후보가 될 수 있다. 단말은 대체 주채널 후보인 CH2와 CH6 중 랜덤하게 대체 주채널을 설정할 수 있다.
반면에, 도 15는 논리적 주파수 간격에 기초하여 대체 주채널을 선택하는 실시예를 나타내고 있다. 논리적 주파수 간격은, 전술한 광대역 할당 규칙에 따라 주채널과 병합 또는 결합되는 순서에 기초하여 결정될 수 있다. 도 15를 참조하면, 유휴 상태(idle)의 부채널들 중에서 광대역 채널의 형성을 위해 기본 주채널인 CH4와 결합되는 순서가 가장 빠른 CH1 및 CH2가 대체 주채널의 후보가 될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말은 대체 주채널 후보인 CH1과 CH2 중 랜덤하게 대체 주채널을 설정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 단말은 논리적 주파수 간격과 물리적 주파수 간격을 함께 이용하여 대체 주채널을 설정할 수 있다. 즉, 기본 주채널인 CH4와의 논리적 주파수 간격이 가장 작은 CH1 및 CH2 중에서 물리적 주파수 간격이 가장 작은 CH2가 대체 주채널로 설정될 수 있다. 한편, 도 15의 실시예에서 CH6는 기본 주채널에 대한 물리적 주파수 간격이 CH2와 동일하지만, 논리적 주파수 간격이 더 크기 때문에 대체 주채널로 선택되지 않는다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 각 부채널에 대한 CCA 수행 결과 가장 낮은 신호 세기를 갖는 채널이 대체 주채널로 설정될 수도 있다. 이때, 간섭과 잡음이 적은 채널을 대체 주채널로 설정함으로 데이터 전송의 신뢰성과 효율을 높일 수 있다.
전술한 대체 주채널 설정 방법들은 본 발명의 일 실시예를 설명한 것으로서, 전술한 실시예를 조합하거나 변형하여 대체 주채널이 설정될 수 있다. 예를 들어, 대체 주채널은 도 14 및 도 15의 실시예와 반대의 방법으로도 선택될 수 있다. 다시 말해서 기본 주채널과의 물리적 주파수 간격 또는 논리적 주파수 간격이 가장 큰 부채널(이를 테면, CH8)이 대체 주채널로 설정될 수 있다. 또한, 도 13의 실시예에서 다른 부채널과 결합하여 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 채널 중, 기본 주채널과의 물리적 주파수 간격 또는 논리적 주파수 간격이 가장 작은 채널(이를 테면, CH7)이 대체 주채널로 선택될 수도 있다.
도 16 내지 도 23은 본 발명의 실시예에 따른 대체 주채널의 다양한 동작 방법을 나타내고 있다. 도 16 내지 도 23의 각 실시예에서, 이전 도면의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 16 내지 도 23의 실시예에서 기본 주채널(20MHz 주채널)은 CH1으로 설정되고, 대체 주채널은 CH8으로 설정된 것으로 가정한다. BSS 내의 각 단말은 기본 주채널 정보와 대체 주채널 정보를 획득하고, 설정된 기본 주채널 및 대체 주채널을 기초로 각각 인접한 부채널로의 대역폭 확장을 시도한다. 단말은 이와 같이 확보된 대역폭의 채널들로 데이터를 전송할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 '데이터'는 구현 형태에 따라 데이터 프레임, PPDU(PLCP Protocol Data Unit), MPDU(MAC Protocol Data Unit) 및 A-MPDU(Aggregate MPDU) 등의 개념을 모두 포괄하는 용어로 사용된다. 또한, 본 발명의 실시예에서 '기본 채널 그룹'은 기본 주채널 자체 또는 기본 주채널을 포함하는 확장된 대역폭의 채널을 가리키며, '대체 채널 그룹'은 대체 주채널 자체 또는 대체 주채널을 포함하는 확장된 대역폭의 채널을 가리키는 용어로 사용된다.
도 16은 PIFS 센싱 기반의 대체 주채널 동작 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 16의 실시예에 따르면, 단말은 데이터 전송을 위해 기본 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하고, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 PIFS 시간 동안 대체 주채널(CH8)에 대한 CCA를 수행하여 해당 채널이 사용 가능한지 확인한다. 이때, 단말은 백오프 카운터가 만료되기 전 PIFS 시간 동안 대체 주채널(CH8)뿐만 아니라 다른 부채널들(CH2~CH7)에 대해서도 CCA를 수행할 수 있다.
기본 주채널(CH1)이 유휴 상태를 유지하여 해당 채널의 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 기본 주채널(CH1)을 포함하는 기본 채널 그룹으로 데이터를 전송한다. 기본 채널 그룹을 설정하기 위해, 단말은 기본 주채널의 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 수행된 각 부채널의 CCA 결과에 기초하여 대역폭 확장을 수행한다. 도 16을 참조하면, 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 기본 주채널(CH1)의 20MHz 부채널인 CH2는 유휴 상태이지만, 40MHz 부채널 중 CH4는 점유 상태이다. 따라서, 단말은 CH1 내지 CH2를 기본 채널 그룹으로 설정하여 40MHz 대역폭의 채널로 데이터를 전송한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 PIFS 시간 동안 대체 주채널(CH8)이 유휴 상태일 경우, 단말은 대체 주채널(CH8)을 포함하는 대체 채널 그룹으로도 데이터를 전송한다. 대체 채널 그룹을 설정하기 위해, 단말은 기본 주채널의 백오프 카운터 만료 전 PIFS의 시간 동안 수행된 각 부채널의 CCA 결과에 기초하여 대역폭 확장을 수행한다. 즉, 백오프 카운터 만료전 PIFS의 시간 동안 유휴 상태를 유지하여 대체 주채널(CH8)과 결합될 수 있는 부채널이 있을 경우, 단말은 대체 주채널(CH8)과 해당 부채널이 결합된 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송한다. 도 16을 참조하면, 상기 PIFS의 시간 동안 대체 주채널(CH8)의 20MHz 부채널인 CH7와, 40MHz 부채널인 CH5 및 CH6가 모두 유휴 상태이다. 따라서, 단말은 CH5 내지 CH8을 대체 채널 그룹으로 설정하여 80MHz 대역폭의 채널로 데이터를 전송한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말은 대체 주채널에 대한 별도의 백오프 절차를 수행하여, 해당 채널의 사용 가능 여부를 판단할 수 있다. 도 16의 실시예에서는 대체 주채널이 PIFS 시간 동안의 CCA 만으로 사용 가능 여부가 판별되었던 것과 달리, 이하 실시예들에서는 대체 주채널에 대한 백오프 절차를 수행함으로 채널 사용의 공정성을 유지할 수 있다.
도 17 내지 도 19는 공유 백오프 기반의 대체 주채널 동작 방법의 실시예를 나타내고 있다. 즉, 도 17 내지 도 19의 실시예에 따르면, 기본 주채널(CH1)에 설정된 백오프 카운터는 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 카운터로도 공유된다. 단말은 공유된 백오프 카운터가 만료될 때까지 대체 주채널(CH8)이 유휴 상태일 경우, 대체 주채널(CH8)을 포함하는 대체 채널 그룹으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 17은 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8) 각각에 대한 백오프 절차가 수행되는 동안, 양 채널이 모두 유휴 상태(idle)인 실시예를 나타내고 있다. 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8)이 모두 유휴 상태를 유지하여 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 기본 채널 그룹 및 대체 채널 그룹을 함께 이용하여 데이터를 전송한다. 이때, 단말은 백오프 카운터 만료 전 PIFS 시간 동안의 각 부채널들에 대한 CCA 결과에 기초하여, 기본 주채널(CH1)을 기반으로 한 대역폭 확장과 대체 주채널(CH8)을 기반으로 한 대역폭 확장을 수행한다. 따라서 도 17의 실시예에서, 단말은 40MHz 대역폭의 기본 채널 그룹과, 80MHz 대역폭의 대체 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
도 18은 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8) 각각에 대한 백오프 절차가 수행되는 동안, 기본 주채널(CH1)이 점유 상태(busy)인 실시예를 나타내고 있다. 도 18의 실시예에 따르면, 기본 주채널(CH1)이 점유 상태이면 단말은 기본 주채널(CH1) 및 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 절차를 정지한다. 기본 주채널(CH1)의 점유 상태가 종료되면, 단말은 AIFS의 시간 뒤에 기본 주채널(CH1) 및 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 절차를 재개한다. 즉, 도 18의 실시예에서 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차는 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차에 종속적으로 수행된다. 따라서, 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차가 정지되면 단말은 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차도 함께 정지하며, 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차가 재개되면 단말은 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차도 함께 재개한다. 백오프 절차의 진행 중에 대체 주채널(CH8)이 유휴 상태를 계속 유지하면, 단말은 백오프 카운터 만료 후 기본 채널 그룹 및 대체 채널 그룹을 함께 이용하여 데이터를 전송한다. 따라서 도 18의 실시예에서, 단말은 40MHz 대역폭의 기본 채널 그룹과, 80MHz 대역폭의 대체 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
도 19는 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8) 각각에 대한 백오프 절차가 수행되는 동안, 대체 주채널(CH8)이 점유 상태(busy)인 실시예를 나타내고 있다. 도 19를 참조하면, 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차는 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차에 종속적으로 수행되지만, 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차는 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차와 독립적으로 수행될 수 있다. 즉, 대체 주채널(CH8)이 점유 상태이면 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차는 정지되지만, 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차는 정지되지 않고 계속 진행된다. 전술한 바와 같이, 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차가 만료되면, 단말은 기본 주채널(CH1)을 포함하는 기본 채널 그룹으로 데이터를 전송할 수 있다. 그러나 백오프 절차 도중 간섭이 발생한 대체 주채널(CH8)로는 데이터가 전송되지 않는다. 따라서 도 19의 실시예에서, 단말은 40MHz 대역폭의 기본 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
도 20 및 도 21은 독립 백오프 기반의 대체 주채널 동작 방법의 실시예를 나타내고 있다. 즉, 도 20 및 도 21의 실시예에 따르면, 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터와 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터는 각각 독립적으로 설정된다. 따라서, 대체 주채널(CH8)에 할당된 백오프 카운터 값은 기본 주채널(CH1)에 할당된 백오프 카운터 값보다 크거나 작을 수 있다.
도 20은 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터가 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터보다 먼저 만료된 실시예를 나타내고 있다. 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터가 먼저 만료되면, 단말은 대체 주채널(CH8)을 준비 상태(APCH ready)로 전환한다. 대체 주채널의 준비 상태(APCH ready)에서, 단말은 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터가 만료될 때까지 대체 주채널(CH8)을 이용한 데이터 전송을 대기한다. 대체 주채널의 준비 상태(APCH ready)에서 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터가 만료되고, 해당 시점까지 대체 주채널(CH8)이 유휴 상태를 유지하면, 단말은 기본 채널 그룹 및 대체 채널 그룹을 함께 이용하여 데이터를 전송한다. 이때, 단말은 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터 만료 전 PIFS 시간 동안의 각 부채널들에 대한 CCA 결과에 기초하여, 기본 주채널(CH1)을 기반으로 한 대역폭 확장과 대체 주채널(CH8)을 기반으로 한 대역폭 확장을 수행한다. 따라서 도 20의 실시예에서, 단말은 40MHz 대역폭의 기본 채널 그룹과, 80MHz 대역폭의 대체 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
한편, 대체 주채널의 준비 상태(APCH ready)에서 대체 주채널(CH8)에 간섭이 발생하여 해당 채널이 점유 상태(busy)가 될 경우, 단말은 대체 주채널의 준비 상태(APCH ready)를 해제한다. 이때, 단말은 대체 주채널(CH8)을 위한 새로운 백오프 카운터를 할당 받고, 대체 주채널(CH8)의 점유 상태가 종료되면 새로운 백오프 카운터를 사용하여 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 절차를 수행한다.
도 21은 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터가 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터보다 먼저 만료된 실시예를 나타내고 있다. 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터가 먼저 만료되면, 단말은 기본 채널 그룹만을 이용하여 데이터를 전송한다. 그러나 백오프 카운터가 만료되지 않은 대체 주채널(CH8)로는 데이터가 전송되지 않는다. 따라서 도 21의 실시예에서, 단말은 40MHz 대역폭의 기본 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기본 주채널(CH1)의 백오프 카운터가 만료되면, 기본 주채널(CH1)을 통한 데이터 전송이 수행되는 동안 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터가 정지될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말은 기본 주채널을 통한 데이터 전송 여부와 관계없이 독립적으로 대체 주채널을 통한 데이터 전송을 수행할 수 있다. 즉, 기본 주채널이 점유 상태(busy)에 있어서 단말이 사용할 수 없는 경우에도, 단말은 대체 주채널을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다.
도 22는 대체 주채널을 독립적으로 사용하는 일 실시예를 나타내고 있다. 도 22의 실시예에 따르면, 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8)은 공용 백오프 카운터를 사용하여 백오프 절차를 수행하며, 각 채널의 백오프 절차에서 상기 공용 백오프 카운터는 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8)이 모두 점유 상태(busy)일 때에만 정지된다. 그러나 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8) 중 적어도 하나의 채널이 유휴 상태이면 공용 백오프 카운터는 재개된다. 단말은 공용 백오프 카운터 만료 시에 유휴 상태에 있는 주채널을 사용하여 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8)이 모두 유휴 상태이면 단말은 기본 채널 그룹 및 대체 채널 그룹을 함께 이용하여 데이터를 전송하며, 두 채널 중 어느 하나만 유휴 상태이면 단말은 유휴 상태의 주채널을 포함하는 채널 그룹으로만 데이터를 전송한다.
도 22를 참조하면, 기본 주채널(CH1)과 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 절차의 수행 중에 대체 주채널(CH8)이 먼저 점유 상태가 되었지만, 기본 주채널(CH1)이 유휴 상태이므로 공용 백오프 카운터는 정지되지 않는다. 그러나 기본 주채널(CH1)이 추가로 점유 상태가 되어 두 채널(CH1, CH8)이 모두 점유 상태가 되면, 공용 백오프 카운터는 정지된다. 도 22의 실시예에 따르면, 공용 백오프 카운터의 정지 상태에서 대체 주채널(CH8)이 다시 유휴 상태로 돌아오며, AIFS의 시간 후에 다시 공용 백오프 카운터가 재개된다. 공용 백오프 카운터가 만료될 때, 기본 주채널(CH1)은 점유 상태인 반면에, 대체 주채널(CH8)은 유휴 상태에 있다. 따라서, 단말은 유휴 상태의 대체 주채널(CH8)을 포함하는 대체 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
도 23은 대체 주채널을 독립적으로 사용하는 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 23의 실시예에 따르면, 대체 주채널(CH8)의 백오프 절차는 기본 주채널(CH1)의 백오프 절차와 독립적으로 수행될 수 있다. 이때, 대체 주채널(CH8)의 백오프 카운터는 기본 주채널의 백오프 카운터(CH1)와 동일하게 설정될 수도 있으며, 별도의 백오프 카운터로 설정될 수도 있다.
즉, 도 23의 실시예에서 단말은 기본 주채널(CH1)을 위한 제1 백오프 카운터(타이머)와 대체 주채널(CH8)을 위한 제2 백오프 카운터(타이머)를 별도로 할당 받으며, 할당된 개별 백오프 카운터를 이용하여 각각의 주채널(CH1, CH8)에 대한 백오프 절차를 수행할 수 있다. 도 23을 참조하면, 단말은 제1 백오프 카운터를 이용하여 기본 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하며, 기본 주채널(CH1)이 점유 상태가 되면 제1 백오프 카운터를 정지한다. 마찬가지로, 단말은 제2 백오프 카운터를 이용하여 대체 주채널(CH8)에 대한 백오프 절차를 수행하며, 대체 주채널(CH8)이 점유 상태가 되면 제2 백오프 카운터를 정지한다. 도 23에서와 같이, 제2 백오프 카운터의 정지 상태에서 대체 주채널(CH8)이 다시 유휴 상태로 돌아오면, 단말은 AIFS의 시간 후에 제2 백오프 카운터를 재개한다. 제2 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 대체 주채널(CH8)을 포함하는 대체 채널 그룹을 이용하여 데이터를 전송한다.
전술한 본 발명의 실시예들은 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 조합하여 단말의 데이터 전송에 사용될 수 있다. 즉, 전술할 실시예들에 의해 확보된 채널들은 하나의 단말에 할당될 수도 있지만, OFDMA가 적용된 무선랜 시스템에서 복수의 단말에 할당될 수도 있다.
한편, 밀집된 BSS 환경에서 전술한 바와 같이 단말이 대역폭 확장을 통해 광대역 채널을 이용하게 될 경우, 인접한 다른 BSS 단말들의 채널 접속 기회를 박탈할 수 있다. 따라서, 단말이 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송하고자 할 경우, 다른 BSS의 단말들과 데이터 전송 기회의 형평성을 유지하기 위한 방법이 필요하다.
도 24 내지 도 26은 본 발명의 실시예에 따라 단말이 광대역 채널을 이용할 경우의 다양한 데이터 전송 방법을 나타내고 있다. 도 24 내지 도 26의 실시예에서 주채널은 CH1으로 설정되며, 전술한 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략한다.
먼저, 도 24는 광대역 채널을 이용한 데이터 전송 방법의 일 실시예를 나타내고 있다. 도 24의 실시예에 따르면, 단말은 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우, 해당 데이터의 TXOP(Transmission Opportunity)를 조정할 수 있다. TXOP는 해당 단말이 패킷을 연속해서 전송할 수 있도록 보장된 시간을 의미한다. 일 실시예에 따르면, 단말은 복수의 기본 채널을 포함하는 광대역의 채널로 데이터를 전송할 경우, 원래(original)의 TXOP보다 낮은 값의 TXOP'(조정된 TXOP)에 기초하여 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 기본 채널은 데이터 전송을 위해 설정된 기본 대역폭(이를 테면, 20MHz)의 채널을 나타낼 수 있다.
전술한 실시예와 같이, 데이터를 전송하기 위한 단말은 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하고, 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 PIFS의 시간 동안 부채널들(CH2~CH4)에 대한 CCA를 수행하여 각 채널이 사용 가능한지 여부를 판별한다. 만약, 주채널(CH1)과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태(idle)의 부채널이 있을 경우, 단말은 주채널(CH1)과 유휴 상태의 채널이 결합된 광대역의 채널로 데이터를 전송한다. 이때, 단말은 조정된 TXOP(즉, TXOP')에 기초하여 상기 데이터를 전송할 수 있다.
표 1은 접근 카테고리(Access Category, AC)에 따라 설정된 EDCA(Enhanced Distributed Coordination Access) 파라메터 값들을 예시하고 있다. 표 1에서 접근 카테고리는 백그라운드 상태의 접근 카테고리(AC_BK), best effort 상태의 접근 카테고리(AC_BE), 비디오 데이터의 접근 카테고리(AC_VI), 보이스 데이터의 접근 카테고리(AC_VO) 및 레거시 DCF(Distributed Coordination Function)를 포함하고 있다. 또한, 파라메터는 경쟁 윈도우 최소값(CWmin), 경쟁 윈도우 최대값(CWmax), AIFS값(AIFSN), 최대 TXOP(Max TXOP) 및 조정된 TXOP(TXOP')를 포함하고 있다.
AC CWmin CWmax AIFSN Max TXOP TXOP'
Background (AC_BK) 15 1023 7 0 A'
Best Effort (AC_BE) 15 1023 3 0 A'
Video (AC_VI) 7 15 2 3.008ms B'<3.008ms
Voice (AC_VO) 3 7 2 1.504ms B'<1.504ms
Legacy DCF 15 1023 2 0 A'
표 1에 나타난 바와 같이, 광대역 채널로 전송되는 데이터의 TXOP'는 기 설정된 값(A')으로 결정되거나, 해당 접근 카테고리에서의 원래(original)의 TXOP보다 낮은 값(B')으로 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 결합된 광대역의 채널로 전송되는 데이터의 TXOP'는 기 설정된 TXOP와 다음 수식과 같은 관계를 가질 수 있다.
Figure PCTKR2015005266-appb-M000001
여기서, β는 상수로서 해당 단말이 점유하는 기본 채널의 개수에 반비례 하는 값이다. 예를 들어, 기본 채널의 대역폭이 20MHz라고 할 때, 단말이 40MHz의 대역폭으로 데이터를 전송하면 β는 1/2로 설정되고, 단말이 60MHz의 대역폭으로 데이터를 전송하면 β는 1/3로 설정될 수 있다. 즉, 단말은 기본 채널 n배의 대역폭을 사용하여 데이터를 전송할 경우, TXOP' 값을 기 설정된 TXOP의 1/n로 조정할 수 있다. 다만, 본 발명에서 TXOP'의 설정 방법은 이에 한정하지 않으며, 단말이 사용하는 광대역 채널의 대역폭이 클수록 TXOP'는 작은 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 주채널과 인접한 부채널뿐만 아니라 떨어진 부채널도 주채널과 함께 결합되어 데이터 전송에 사용될 수 있다. 이때, 단말이 점유 가능한 대역폭은 20MHz, 40MHz, 60MHz, 80MHz, 100MHz, 120MHz, 140MHz, 160MHz 등으로 기본 채널의 정수 배로 설정될 수 있다. 이때도 마찬가지로 단말은 주채널에 결합된 부채널의 개수에 기초하여 데이터의 TXOP'를 설정할 수 있다. 즉, 주채널에 결합된 부채널의 개수가 많을수록 TXOP'가 작아지도록 설정될 수 있다. 한편 다른 실시예에 따르면, 통신 시스템의 설계에 따라 기본 채널보다 작은 대역폭의 채널이 데이터 전송에 사용될 수도 있다. 이와 같이 기본 채널보다 작은 대역폭의 채널로 데이터를 전송할 경우, 상기 β는 1보다 큰 값으로 설정되어 기 설정된 TXOP보다 높은 값의 TXOP'가 해당 데이터에 할당될 수 있다.
한편 본 발명의 실시예에 따르면, TXOP'를 결정하기 위한 상수 β는 단말이 사용하는 광대역 채널의 대역폭뿐만 아니라 추가적인 가중치를 반영하여 결정될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말은 현재 시점 이전의 기 설정된 구간 동안 수신된 제어 프레임 등의 정보를 이용하여 채널의 가용 상황을 판단할 수 있으며, 판별된 채널 가용 상황에 기초하여 상수 β에 대한 가중치를 조절할 수 있다. 상기 가중치는 단말이 점유하는 기본 채널의 개수 변화에 따른 TXOP'의 변화 량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말이 충분히 광대역의 채널을 독점할 수 있는 상황에서 가중치는 1/β로 결정될 수 있으며, 이때 광대역 채널의 사용에 따른 TXOP'는 원래의 TXOP와 동일한 값으로 설정될 수 있다.
도 25는 광대역 채널을 이용한 데이터 전송 방법의 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 25의 실시예에 따르면, 단말은 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우, 해당 단말의 백오프 절차에 사용되는 백오프 카운터의 크기를 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 주채널의 백오프 절차를 위한 백오프 카운터는 해당 단말에 설정된 경쟁 윈도우(CW) 범위 내에서 난수 값으로 결정된다. 여기서, 각 단말의 경쟁 윈도우(CW)는 경쟁 윈도우 최소값(CWmin)과 경쟁 윈도우 최대값(CWmax) 사이에서 결정된다. 즉, 각 단말의 경쟁 윈도우(CW)는 경쟁 윈도우 최소값(CWmin)으로 초기화되며, 백오프 절차 후 충돌이 발생한 단말은 경쟁 윈도우 최대값(CWmax) 이내의 범위에서 경쟁 윈도우(CW)를 늘리게(이를 테면, 이전 경쟁 윈도우의 2배) 된다. 단말에 설정된 경쟁 윈도우(CW)가 클수록, 해당 단말에는 더 높은 값의 백오프 카운터가 할당될 확률이 높아진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 단말이 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우 해당 단말에 설정되는 경쟁 윈도우(CW)의 값이 증가될 수 있다. 예를 들어, 트래픽 종류에 따라 경쟁 윈도우 최소값(CWmin) 및 경쟁 윈도우 최대값(CWmax)은 표 1에 열거된 바와 같이 기본적으로 설정될 수 있는데, 단말이 사용하는 광대역 채널의 대역폭이 클수록 해당 단말에 설정되는 경쟁 윈도우 최소값(CWmin) 및 경쟁 윈도우 최대값(CWmax) 중 적어도 하나가 증가될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말이 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우 해당 단말은 설정된 경쟁 윈도우(CW) 범위 내에서 복수의 백오프 카운터 후보 값을 추출할 수 있으며, 추출된 백오프 카운터 후보 값 중 가장 큰 값을 해당 단말의 백오프 카운터로 할당할 수 있다. 예를 들어, 단말이 기본 채널의 n배의 대역폭을 사용하여 데이터를 전송할 경우, 해당 단말에 설정된 경쟁 윈도우(CW) 범위 내에서 n개의 백오프 카운터 후보 값이 랜덤 하게 추출될 수 있다. 이때, 단말은 추출된 n개의 백오프 카운터 후보 값 중 가장 큰 값을 해당 단말의 주채널에 대한 백오프 카운터로 설정할 수 있다.
단말에 설정된 경쟁 윈도우 값 CW 이내에서 값 z가 랜덤 하게 추출될 확률은 1/CW가 된다. 그러나 전술한 바와 같이 경쟁 윈도우 값 CW 이내에서 n개의 값을 랜덤 하게 추출하고, 추출된 n개의 값 중 가장 큰 값이 z가 될 확률 f(z)는 아래 수식과 같다.
Figure PCTKR2015005266-appb-M000002
따라서, 백오프 카운터 후보 값을 추출하는 횟수 n이 클수록, 백오프 카운터 후보 값 중 가장 높은 값인 z가 경쟁 윈도우 값 CW에 가까운 값이 될 확률이 커지게 된다.
한편, 단말은 현재 시점 이전의 기 설정된 구간 동안 수신된 제어 프레임 등의 정보를 이용하여 채널의 가용 상황을 판단할 수 있으며, 판별된 채널 가용 상황에 기초하여 백오프 카운터의 증가 확률을 조절할 수 있다. 예를 들어, 단말은 채널 가용 상황이 좋을수록 해당 단말에 설정되는 경쟁 윈도우(CW)의 값의 증가 량을 낮출 수 있다. 이를 위해, 단말은 경쟁 윈도우 최소값(CWmin) 및 경쟁 윈도우 최대값(CWmax)의 증가 량을 낮출 수 있다. 마찬가지로, 단말은 채널 가용 상황이 좋을수록 해당 단말을 위한 백오프 카운터 후보 값을 추출하는 횟수 n을 줄일 수 있다. 이와 같이, 채널 가용 상황이 좋을 때에는 경쟁 윈도우(CW)의 증가 량, 백오프 카운터 후보 값 추출 횟수 n을 줄임으로 무경쟁 상태에서의 불필요한 백오프 절차를 방지할 수 있다.
이와 같이 도 25의 실시예에 따르면, 단말이 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우 추가적인(additional) 백오프 카운터가 백오프 절차에 사용되도록 유도함으로, 다른 BSS의 단말들과 데이터 전송 기회의 형평성을 유지하도록 할 수 있다.
도 26은 광대역 채널을 이용한 데이터 전송 방법의 또 다른 실시예를 나타내고 있다. 도 26의 실시예에 따르면, 단말은 광대역 채널을 사용하여 데이터를 전송할 경우, 주채널로부터의 대역폭 확장을 점진적으로 수행할 수 있다.
전술한 실시예와 같이, 데이터를 전송하기 위한 단말은 주채널(CH1)에 대한 백오프 절차를 수행하고, 백오프 카운터가 만료되면 주채널(CH1)을 이용하여 데이터를 전송한다. 그러나 이전의 실시예들과 달리, 단말은 백오프 만료 후 xIFS의 시간 동안 부채널에 대한 CCA를 수행하여 해당 채널이 사용 가능한지 여부를 판별한다. 이때, xIFS는 이전의 대역폭 확장 실시예들에서와 같이 PIFS로 설정될 수도 있으며, 또는 다른 값으로 설정될 수도 있다. 설정된 xIFS의 시간 동안 해당 부채널이 유휴 상태(idle)일 경우, 단말은 해당 부채널을 주채널(CH1)과 함께 이용하여 데이터를 전송한다. 단말은 부채널의 점유를 시작한 후 xIFS의 시간 동안 추가 부채널에 대하여 동일한 과정을 반복한다.
단말은 대역폭 확장을 수행할 때 1개의 채널 단위로 대역폭을 확장할 수도 있지만, 기 설정된 개수의 채널 단위로 대역폭을 확장할 수도 있다. 또한, 대역폭 확장을 위한 부채널을 추가하는 순서는 전술한 광대역 할당 규칙에 따라 주채널과 병합 또는 결합되는 순서에 기초하여 결정될 수 있으나 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 이와 같이 도 26의 실시예에 따르면, 단말은 광대역 채널을 사용하기 위한 채널 확장을 수행할 때, 기 설정된 xIFS의 시간 차이를 두고 점진적으로 채널을 확장해 나감으로 다른 통신 단말들이 통신을 개시할 수 있는 기회를 부여할 수 있다.
상기와 같이 무선랜 통신을 예로 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 셀룰러 통신 등 다른 통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법, 장치 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 구성 요소, 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
전술한 바와 같이, 발명의 실시를 위한 최선의 형태에서 관련 사항을 서술하였다.
본 발명의 다양한 실시예들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명되었으나, 그 밖의 다양한 형태의 이동통신 장치, 이동통신 시스템 등에 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 단말의 무선 통신 방법으로서,
    상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계; 및
    상기 CCA의 수행 결과, 유휴 상태(idle)로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 제2 주채널을 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서 랜덤하게 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서, 다른 유휴 상태의 부채널과 결합하여 가장 큰 대역폭의 채널을 형성할 수 있는 부채널로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 부채널과 상기 제1 주채널 간의 주파수 간격에 기초하여 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 주채널은 상기 유휴 상태의 적어도 하나의 부채널 중에서, 광대역 데이터 전송을 위한 대역폭 확장 시 상기 제1 주채널과 결합되는 순서가 가장 빠른 부채널로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 주채널은 상기 BSS 내의 각 단말마다 동일하게 설정되며, 상기 제2 주채널은 상기 BSS 내의 각 단말 별로 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  7. 단말의 무선 통신 방법으로서,
    상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하는 단계;
    상기 단말에 설정된 제2 주채널 정보를 획득하는 단계, 상기 제2 주채널은 상기 BSS의 부채널들 중 적어도 하나에서 설정됨;
    상기 제1 주채널 및 제2 주채널 각각에 대한 백오프 절차를 수행하는 단계; 및
    상기 각 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료된 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 데이터를 전송하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 주채널의 백오프 절차를 위한 제2 백오프 카운터는 상기 제1 주채널의 백오프 절차를 위한 제1 백오프 카운터와 동일하게 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 주채널의 백오프 절차가 정지 되면, 상기 제1 주채널의 백오프 절차의 정지 기간 동안 상기 제2 주채널의 백오프 절차가 함께 정지되고,
    상기 제2 주채널의 백오프 절차가 진행되는 동안 상기 제2 주채널이 유휴 상태(idle)를 계속 유지할 경우, 상기 제2 주채널을 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 주채널의 백오프 절차를 위한 제1 백오프 카운터와 상기 제2 주채널의 백오프 절차를 위한 제2 백오프 카운터는 각각 독립적으로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 백오프 카운터가 상기 제1 백오프 카운터보다 먼저 만료될 경우, 상기 제2 주채널을 사용한 데이터 전송을 상기 제1 백오프 카운터의 만료 시까지 대기하고,
    상기 제1 백오프 카운터가 만료되면, 상기 제1 주채널 및 제2 주채널을 함께 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  12. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 주채널의 백오프 절차와 제2 주채널의 백오프 절차는 공용 백오프 카운터를 이용하여 수행되며,
    상기 공용 백오프 카운터는 상기 제1 주채널과 상기 제2 주채널이 모두 점유 상태(busy)일 때에 정지되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 공용 백오프 카운터가 만료될 때 유휴 상태에 있는 상기 제1 주채널 및 제2 주채널 중 적어도 하나의 채널을 사용하여 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  14. 제7 항에 있어서,
    상기 제2 주채널의 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 시간 동안 상기 BSS의 부채널들에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하는 단계를 더 포함하며,
    상기 CCA의 수행 결과 상기 제2 주채널과 결합 가능한 적어도 하나의 유휴 상태의 부채널이 있을 경우, 상기 제2 주채널과 상기 유휴 상태의 부채널이 결합된 광대역의 채널로 상기 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
  15. 무선 통신 단말로서,
    무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및
    상기 단말의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는,
    상기 단말이 결합된 BSS(Basic Service Set)의 제1 주채널 정보를 획득하고,
    상기 BSS의 적어도 하나의 부채널에 대한 클리어 채널 할당(CCA)을 수행하고,
    상기 CCA의 수행 결과, 유휴 상태(idle)로 판별된 적어도 하나의 부채널 중에서 제2 주채널을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 단말.
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