KR100765776B1

KR100765776B1 - 무선랜에서 매체 접근에 대한 충돌을 방지하는 방법 및장치

Info

Publication number: KR100765776B1
Application number: KR1020060032407A
Authority: KR
Inventors: 권창열
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2005-12-13
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2007-10-12
Anticipated expiration: 2026-04-10
Also published as: US8824266B2; US8582545B2; US8023480B2; US20130287013A1; KR20070062893A; US20070133490A1; US20110299516A1

Abstract

본 발명은 무선랜에서 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 액세스포인트가 BSS에 속한 스테이션들의 전송 능력을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 BSS에서 사용될 제어 프레임 또는 HT 포맷의 데이터 프레임의 구성을 결정한 후, 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 스테이션들에게 통지함으로써 무선랜의 상황에 따라 최적의 충돌 방지 방법을 선택하여 사용할 수 있다.

Description

무선랜에서 매체 접근에 대한 충돌을 방지하는 방법 및 장치{Method and apparatus for avoiding collision in medium access of WLAN}

도 1a 내지 도 1b는 일반적인 무선랜에서 매체 접근(medium access)에 있어서의 충돌(collision)을 방지하기 위해 사용하는 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면,

도 2는 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하는 무선랜에서 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용하는 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면,

도 3은 Block ACK 프레임을 사용하는 경우 EPP정보를 이용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 4는 다수의 Fragment 프레임들을 전송하는 경우 EPP정보를 이용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 6은 Block ACK 프레임을 사용하는 경우 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 7은 다수의 Fragment 프레임들을 전송하는 경우 레거시 포맷의 수신확 인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 8은 레거시 포맷의 RTS(Request To Send) 프레임 및 CTS(Clear To Send) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 9는 스테이션에서 액세스포인트로 전송하는 결합요청(Association Request) 프레임에 포함된 엘리먼트(Element)들 중 스테이션의 전송 능력에 관한 정보를 포함하는 엘리먼트의 구조도,

도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용할 방법을 결정하는 과정을 나타낸 순서도,

도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용할 방법을 결정하는 장치의 구조도이다.

본 발명은 다수의 스테이션들이 포함된 무선랜에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜에서 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

무선랜(Wireless LAN) 환경에서는 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance) 방식의 MAC(Medium Access Control)을 사용한다.

CSMA/CA 방식은 캐리어 센싱(carrier sensing)을 위해 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing)과 가상 캐리어 센싱 방법(virtual carrier sensing)을 동시에 사용하는데, 물리적 캐리어 센싱은 PHY에서 특정값 이상의 수신 전력(received power) 감지 여부를 파악하여 MAC에 매체(medium)가 <Busy> 또는 <Idle>을 알려주어 캐리어를 센싱하는 기법이고, 가상 캐리어 센싱은 수신된 PPDU에서 정확하게 MPDU를 추출할 수 있는 경우, 이 MPDU의 헤더 필드중 하나인 <Duration/ID> field를 해석하여 매체(medium) 사용 예정 시간 동안 가상으로 매체가 <Busy>하다고 간주하는 기법이다. 스테이션들은 이들 두 가지 캐리어 센싱 기법을 이용하여 매체의 <Busy>여부를 파악하고, <Busy>한 기간 동안에는 매체에 액세스하지 않는다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 일반적인 802.11 무선랜에서 전송되는 프레임의 MAC 헤더에는 프레임이 전송된 후 그에 대한 수신 확인 프레임인 ACK 프레임이 수신되기까지의 시간인 <duration>정보가 포함되고, 이러한 프레임을 수신한 스테이션들은 MAC 헤더를 해석하여 <duration> 시간동안에는 매체 접근을 시도하지 않게 되어 충돌(collision)이 일어나지 않는다. 무선 매체의 특성상 비록 전송된 프레임이 특정 스테이션에게 보내지는 것이라도 무선랜 내의 모든 스테이션들은 일단 그 프레임을 수신하기 때문이다. 도 1b에서는 802.11a에서 사용되는 전송 프레임의 구조를 나타내었는데, 도 1b에 도시된 바와 같이, SIGNAL Field에는 RATE과 LENGTH 정보가 포함되어 있으므로, 이를 해석하면 Duration 정보를 예측할 수 있어 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)이 가능해진다.

이와 같이, 가상 캐리어 센싱은 MPDU/PSDU (MAC Protocol Data Unit/PHY Service Data Unit)이 에러없이 정상적으로 해석이 되어야만 효과적인 CSMA/CA 적용이 가능하다. 즉, MAC header 값을 정상적으로 읽어 들일 수 있어야만 가상 캐리어 센싱이 가능하게 된다.

그러나 발신측 스테이션이 고속 전송 데이터율 등을 사용하여 프레임을 전송했을 때, 채널 상태가 불안하여 에러가 발생하거나, 또는 수신측 스테이션에서 해당 데이터 속도를 처리할 수 없는 경우에는 수신된 MPDU/PSDU를 해석할 수 없으므로, 가상 캐리어 센싱이 불가능하여 CSMA/CA 방식이 비효율적으로 동작하게 되는 문제가 발생한다. 따라서 무선랜 내에 802.11 a/b/g 규격을 따르는 레거시 스테이션과 MIMO(Multi Input Multi Output) 스테이션과 같이 기존의 레거시 스테이션보다 향상된 데이터 전송 능력을 가지는 HT(High Throughput) 스테이션이 공존하는 경우, HT 스테이션에 의해 HT포맷의 프레임이 전송되면 이를 수신한 레거시 스테이션들은 HT 포맷의 프레임을 해석할 수 없으므로 가상 캐리어 센싱을 수행할 수 없는 문제가 발생한다. 한편, HT 스테이션들 중 일부 HT 스테이션이 채널 본딩(Channel Bonding)을 사용하여 HT 스테이션들 간에 서로 사용하는 채널의 대역폭이 다른 경우에도 마찬가지로 이러한 문제가 발생한다.

본 발명은　무선랜에서 스테이션들의 전송 능력에 따라 적응적으로 매체 제어에 관한 충돌을 방지하기 위한 방법을 선택하고, 선택된 방법을 스테이션들에게 통지하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,　복수의 스테이션들을 포함하는 무선랜에서 매체 접근(medium access)에 있어서의 충돌(collision)을 방지하는 방법에 있어서, (a) 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 단계; (b) 상기 판단 결과에 기초하여 상기 무선랜에서 사용될 프레임의 구성을 결정하는 단계; 및 (c) 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다

또한, 이때, 상기 (b)단계는, 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 두 개의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 HT 포맷의 데이터 프레임은 상기 HT 포맷의 데이터 프레임의 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 제외한 다른 스테이션이 매체 접근을 시도하지 않고 대기해야 하는 시간을 나타내는 시간 정보가 기록된 레거시 포맷의 물리 계층(PHY) 헤더를 포함하도록 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (b)단계는, 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 둘 이상의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 제어 프레임(Control Frame)은 레거시 포맷으로 구성되도록 결정하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 제어프레임은 수신확인(ACK)프레임, RTS(Request To Send)프레임 및 CTS(Clear To Send)프레임 중 적어도 하나를 포함한다.

한편, 상기 (a)단계는, 상기 스테이션들로부터 전송되는 결합요청(Association Request) 프레임을 통해 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 (c)단계는, 비컨(Beacon) 프레임 또는 프로브응답(Probe Response) 프레임을 통해 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 상기 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.

또한, 본 발명은 복수의 스테이션들을 포함하는 무선랜에서 매체 접근(medium access)에 있어서의 충돌(collision)을 방지하는 장치에 있어서, 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 판단부; 상기 판단 결과에 기초하여 상기 무선랜에서 사용될 프레임의 구성을 결정하는 결정부; 및 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 결정부는, 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 두 개의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 HT포맷의 데이터 프레임은 상기 HT 포맷의 데이터 프레임의 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 제외한 다른 스테이션이 매체 접근을 시도하지 않고 대기해야 하는 시간을 나타 내는 시간 정보가 기록된 레거시 포맷의 물리 계층(PHY) 헤더를 포함하도록 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 결정부는 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 둘 이상의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 제어 프레임(Control Frame)은 레거시 포맷으로 구성되도록 결정하는 것이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하는 무선랜에서 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용하는 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.

현재 표준화가 진행중인 802.11n에서는 전술한 바와 같이 전송 능력이 다른 스테이션들이 공존하는 경우 CSMA/CA 메커니즘에 오류가 발생하는 것을 해결하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이 HT 포맷의 데이터 프레임에 레거시 스테이션들이 이해할 수 있도록 레거시 포맷(L-Preamble, L-SIG)의 물리계층(PHY) 헤더를 부가하고, 기존의 MAC 헤더에 포함되었던 <duration>정보를 PHY헤더에 포함시키며, 이 <duration>정보가 L-SIG 이후부터 ACK 프레임을 수신 완료하기까지의 시간을 나타내도록 하는 방법이 제안되었다. 이하에서는 이러한 <duration> 시간을 EPP(Extended Phy Protection)이라 칭하기로 한다.

HT 스테이션이 이러한 포맷의 데이터 프레임을 전송하는 경우 이 데이터 프레임을 수신한 레거시 스테이션들은 L-SIG헤더에 포함된 EPP정보를 해석하여 ACK 프레임이 전송 완료되기까지 매체 접근을 시도하지 않으므로 충돌이 방지된다.

도 3은 Block ACK 프레임을 사용하는 경우 EPP정보를 이용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

발신 스테이션이 하나의 데이터 프레임을 전송하면 그 데이터 프레임을 수신한 수신 스테이션이 ACK 프레임을 전송하는 것이 일반적이지만, 도 9에 도시된 바와 같이 발신 스테이션이 여러 개의 데이터 프레임을 전송한 후, 전송된 데이터 프레임들이 성공적으로 수신되었는지에 대한 정보를 요청하면 수신 스테이션이 그에 대한 응답으로 복수 개의 데이터 프레임들에 대한 수신 성공을 한꺼번에 알리는 Block ACK 프레임을 전송할 수도 있다. 이러한 경우 첫번째 데이터 프레임 내 레거시 포맷의 PHY 헤더에는 Block ACK 요청 프레임의 전송이 완료되는 시각을 알 수 있는 EPP 정보가 포함될 것이다.

도 4는 다수의 Fragment 프레임들을 전송하는 경우 EPP정보를 이용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이 발신 스테이션이 하나의 데이터 프레임을 세 개의 Fragment 프레임으로 분할하여 전송하는 경우, 수신 스테이션은 각 Fragment 프레임들에 대한 ACK 프레임을 전송한다. 이러한 경우 EPP정보는 첫 번째 Fragment 프레임 내 레거시 포맷의 물리 계층 헤더에 포함될 것이며, 첫 번째 Fragment 프레임을 수신하는 레거시 스테이션은 EPP정보를 분석하여 세 번째 Fragment 프레임에 대 한 ACK 프레임이 전송 완료되기 전까지 매체 접근을 시도하지 않을 것이다.

한편, 무선랜에 전송 능력이 다른 스테이션들이 공존하는 경우 도 2 내지 도 4에서 설명한 바와 같이 EPP정보를 사용하지 않고 제어 프레임을 이용하여서도 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지할 수 있다. 이하에서는 제어 프레임을 이용하여 충돌을 방지하는 방법을 상세히 살펴보기로 한다.

도 5는 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, HT 스테이션이 HT 포맷의 데이터 프레임을 전송한 경우, 이를 수신한 HT 스테이션들은 HT 포맷의 데이터 프레임에서 MAC헤더에 기록된 <duration>필드값을 참조하여 매체 접근을 위한 대기 시간(NAV, Network Allocation Vector)를 설정할 수 있다. 한편, 전술한 바와 같이 레거시 스테이션들은 HT 포맷의 데이터 프레임을 수신하여도 MAC헤더에 기록된 <duration>필드값을 해석할 수 없어서 다른 HT 스테이션들과 동일하게 대기 시간을 설정할 수 없는 문제가 생기는데, 만약 HT 포맷의 데이터 프레임을 수신한 스테이션이 레거시 포맷의 수신확인 프레임을 전송한다면 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다. 즉, 레거시 스테이션은 HT 포맷의 데이터 프레임을 해석하지 못하므로 다른 HT 스테이션들과 달리 수신확인 프레임의 전송이 완료되는 시간을 알 수는 없지만, 레거시 포맷의 수신확인 프레임을 수신하면 도 5에 도시된 바와 같이 다른 HT 스테이션과 동일하게 DIFS를 기산하기 때문이다. 따라서, 무선랜에서 전송 능력이 상이한 스테이션들이 공존하는 경우 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하면 매체 접근에 있어 서의 충돌을 방지할 수 있을 뿐 아니라 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공평하게 매체 접근을 위한 경쟁(contention)에 참여할 수 있게 된다.

도 6은 Block ACK 프레임을 사용하는 경우 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

하나의 데이터 프레임을 보낸 후 그에 대한 ACK 프레임을 수신하는 것이 일반적이지만, 도 6에 도시된 바와 같이 발신 스테이션이 여러 개의 데이터 프레임을 전송한 후, 전송된 프레임들이 성공적으로 수신되었는지에 대한 정보를 요청하면, 수신 스테이션은 수신한 데이터 프레임들에 대한 수신 성공을 한꺼번에 알리는 Block ACK 프레임을 전송할 수도 있다. 이러한 경우에도 수신 스테이션이 레거시 포맷의 Block ACK 프레임을 사용한다면 도 5에서와 마찬가지로 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지할 수 있을 뿐 아니라 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공평하게 매체 접근을 위한 경쟁(contention)에 참여할 수 있게 된다.

도 7은 다수의 Fragment 프레임들을 전송하는 경우 레거시 포맷의 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

본 실시예에서는 발신 스테이션이 하나의 데이터 프레임을 세 개의 fragment 프레임으로 나누어 전송하는데, 도 6에서와는 달리 수신 스테이션은 각 fragment 프레임마다 그에 대한 ACK 프레임을 전송한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서도 각 fragment 프레임에 대한 레거시 포맷의 수신확인 프레임을 사용한다면 도 5에서와 같은 효과를 얻을 수 있다.

도 8은 레거시 포맷의 RTS(Request To Send) 프레임 및 CTS(Clear To Send) 프레임을 사용하여 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 내지 도 7에서는 수신확인(ACK) 프레임을 사용하여 충돌을 방지하는 방법을 설명하였으나, 본 실시예에서는 RTS(Request To Send) 프레임 및 CTS(Clear To Send) 프레임을 이용하여 충돌을 방지하는 방법을 설명한다.

RTS 프레임은 송신 스테이션이 데이터 프레임을 전송하기 전 다른 스테이션들의 매체 접근을 막기 위해 미리 전송하는 것으로, 해당 프레임 교환 시퀀스에 소요되는 시간 정보를 포함하고 있어서, RTS 프레임을 수신한 다른 스테이션들은 그 시간 동안 다른 스테이션들이 매체에 접근을 시도하지 않으며, CTS 프레임은 RTS 프레임을 수신한 수신 스테이션이 전송하는 것으로, RTS 프레임과 마찬가지로 해당 프레임 교환 시퀀스가 완료되기 전까지 다른 스테이션들이 매체에 접근하지 않도록 하는 시간 정보를 포함한다.

그러나, 이러한 RTS 프레임 및 CTS 프레임이 HT 포맷인 경우에는 해당 프레임을 레거시 스테이션들이 해석할 수 없는 문제가 발생하는데, 도 8에 도시된 바와 같이, 만약 이러한 RTS 프레임 및 CTS 프레임을 레거시 포맷으로 사용한다면 발신 스테이션 및 수신 스테이션이 각각 HT 포맷의 데이터 프레임 및 HT 포맷의 수신확인 프레임을 사용하더라도 레거시 스테이션들은 이러한 프레임들이 전송되기 전 수신한 RTS 프레임 및 CTS 프레임을 해석하여 다른 HT 스테이션들과 동일하게 NAV를 설정할 수 있게 되므로 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지할 수 있게 된다.

이상, 전송 능력이 상이한 스테이션들이 속한 무선랜에서 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위한 두 가지 방법을 상세히 살펴보았다. 이하에서는, 무선랜에 속한 스테이션들의 전송 능력에 따라 앞서 살펴본 두 가지 방법 중 하나의 방법을 선택하여 수행하는 메커니즘을 살펴보기로 한다. 이러한 메커니즘은 액세스포인트(Access Point)에 의해 수행되는데, 액세스포인트는 무선랜, 즉 자신의 BSS(Basic Service Set)에 속한 스테이션들의 전송 능력을 판단한 후, 경우에 따라 적절한 방법을 채택하여 채택된 방법을 스테이션들에게 통지한다. 이 때, 액세스포인트는 스테이션들의 전송 능력을 판단하기 위해 스테이션들이 BSS에 결합(Associate)하기 위해 액세스포인트에게 전송하는 결합요청(Association Request) 프레임을 참조할 수 있다.

도 9는 스테이션에서 액세스포인트로 전송하는 결합요청(Association Request) 프레임에 포함된 엘리먼트(Element)들 중 스테이션의 전송 능력에 관한 정보를 포함하는 엘리먼트의 구조도이다. 도 9에 도시된 바와 같이 HT 스테이션이 전송하는 결합요청 프레임의 엘리먼트들 중에는 HT Capabilities Info 필드를 포함하는 엘리먼트가 존재하는데, 액세스포인트는 스테이션으로부터 전송된 결합요청 프레임에 HT Capabilities Info 필드가 포함되어 있지 않으면 그 스테이션을 레거시 스테이션으로 인지하고, HT Capabilities Info 필드가 포함되어 있으면, HT 스테이션으로 인지한다.

한편, HT Capabilities Info 필드에는 HT 스테이션의 디바이스 특성을 나타 내는 여러가지 값들이 기록되는데, 채널 대역폭에 관한 정보도 여기에 기록된다. 동일한 HT 스테이션들이라 하더라도 전송 능력이 다를 수 있는데, 예를 들면 20MHz의 대역폭을 사용하는 HT 스테이션과 두 개의 20MHz짜리 채널을 묶어 40Mhz의 대역폭을 사용하는 HT 스테이션이 공존할 수 있다. 이러한 경우, 20MHz의 대역폭을 사용하는 HT 스테이션은 40MHz의 대역폭을 사용하는 HT 스테이션이 전송한 프레임을 정확하게 해석할 수 없기 때문에 매체 접근에 있어서 충돌이 발생할 염려가 있게 된다. 따라서, 무선랜에 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하는 경우는 물론, 전송 능력이 다른 HT 스테이션들이 공존하는 경우에도 전술한 두 가지 방법 중 하나를 사용할 필요가 있다.

또한, HT Capabilities Info 필드에는 채널 대역폭에 관한 정보 뿐 아니라 HT 스테이션이 EPP 정보를 해석하고 적용할 수 있는지의 여부, 즉 EPP 메커니즘을 지원하는지의 여부를 나타내는 정보가 기록된다.

따라서, 액세스포인트는 무선랜에 어떠한 스테이션들이 포함되었는지에 따라 전술한 두 가지 방법 중 어느 하나를 적응적으로 채택하기 위해 스테이션들이 전송하는 결합요청 프레임의 HT Capabilities Info 필드를 참조한다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용할 방법을 결정하는 과정을 나타낸 순서도이다.

액세스포인트는 스테이션들로부터 결합요청 프레임을 수신하면(110), 결합요청 프레임의 HT Capabilities Info 필드를 참조하여 BSS 내에 속한 스테이션들의 전송 능력을 판단한다(120). 즉, HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하는지의 여부 및 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 HT 스테이션들이 공존하는지의 여부를 판단하는데, 만약 모든 스테이션들의 전송 능력이 같다면, 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 별도의 방법을 사용할 필요가 없을 것이다.

그러나, BSS 내에 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하거나 또는 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 HT 스테이션들이 공존하는 경우에는 모든 HT 스테이션들이 EPP 정보를 해석하고 적용할 수 있는지, 즉 EPP 메커니즘을 지원하는지의 여부를 판단한다. 전술한 바와 같이 HT 스테이션이 EPP 메커니즘을 지원하는지의 여부는 그 HT 스테이션이 전송한 결합요청 프레임의 HT Capabilities Info 필드를 참조하여 알 수 있다. 만약, 모든 HT 스테이션들이 EPP 메커니즘을 지원한다면, 액세스포인트는 이후 BSS에서 사용하는 HT 포맷의 데이터 프레임은 레거시 포맷의 PHY헤더에 EPP 정보를 포함하도록 결정하고(140), 이러한 정책을 스테이션들에게 통지한다(140).

한편, HT 스테이션들 중 적어도 하나 이상의 HT 스테이션이 EPP 메커니즘을 지원하지 않는 경우에는 이후 BSS에서 사용될 제어 프레임을 레거시 포맷으로 결정하고, 이러한 결정 내용을 스테이션들에게 통지한다(160). 여기서, 제어 프레임은 수신확인(ACK) 프레임, RTS 프레임, CTS 프레임 중 적어도 하나를 포함한다.

액세스포인트는 단계 140 또는 단계 150에서 결정한 데이터 프레임 또는 제어 프레임의 구성에 관한 정보를 비컨(Beacon) 프레임을 이용하여 스테이션들에게 통지할 수 있다. 예를 들면, 액세스포인트는 비컨 프레임에 동작 모드를 나타내는 필드를 두어 그 필드값을 통해 스테이션들에게 BSS에 어떠한 전송 능력을 가진 스 테이션들이 존재하고 있는지를 통지하고, EPP 메커니즘 적용 여부를 나타내는 필드를 두어 그 필드값을 통해 HT 스테이션들에게 EPP 메커니즘을 사용해야 하는지의 여부를 통지할 수 있다. 따라서, 비컨 프레임을 수신한 스테이션들은 동작 모드를 나타내는 필드를 해석하여 전술한 충돌 방지 방법을 사용할 것인지의 여부를 결정하고, 만약 사용할 것으로 결정한 경우에는 EPP 메커니즘 적용 여부를 나타내는 필드를 해석하여 EPP 메커니즘이 적용된 HT 포맷의 데이터 프레임을 사용하는 방법을 수행할 것인지 아니면 레거시 포맷의 제어 프레임을 사용하는 방법을 수행할 것인지를 판단할 수 있다. 한편, 액세스포인트는 비컨 프레임 외에 프로브 응답(Probe Response) 프레임을 통해서도 이러한 정보들을 스테이션들에게 통지할 수 있을 것이다.

도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지하기 위해 사용할 방법을 결정하고 스테이션들에게 통지하는 액세스포인트의 구조도이다.

도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200)는 수신부(220), 판단부(230), 결정부(240) 및 전송부(250)를 포함한다. 수신부(220)는 BSS 내의 임의의 스테이션(300)으로부터 결합요청 프레임을 수신하여 판단부(230)로 전달하고, 판단부(230)는 결합요청 프레임을 분석하여 BSS에서 사용할 충돌 방지 방법, 즉 HT 포맷의 데이터 프레임 또는 제어 프레임의 구성을 결정한다. 이 때, 전술한 바와 같이, 판단부(230)는 결합요청 프레임에 HT Capabilities Info 필드가 존재하는지의 여부를 통해 결합요청 프레임을 전송한 스테이션이 HT 스테이션인지 아니면 레거시 스테이션인지를 판단하고, 또한 HT Capabilities Info 필드값을 참조하여 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 HT 스테이션들이 공존하는지의 여부를 판단한다.

결정부(240)는 판단부(230)의 판단 결과에 기초하여 매체 접근에 있어서의 충돌 방지 방법으로 EPP 메커니즘이 적용된 HT 포맷의 데이터 프레임을 사용할 것인지 아니면 레거시 포맷의 제어 프레임을 사용할 것인지를 결정한다. 물론 모든 스테이션들의 전송 능력이 동일한 경우 어떠한 방법도 사용하지 않을 수도 있을 것이다. 그러나, 만약 BSS에 HT 스테이션과 레거시 스테이션이 공존하거나, 사용하는 채널 대역폭이 서로 다른 HT 스테이션들이 공존하는 경우, 결합 요청 프레임의 HT Capabilities Info 필드값을 참조하여 모든 HT 스테이션들이 EPP 메커니즘을 지원하는지의 여부를 판단한다. 만약 적어도 하나 이상의 HT 스테이션이 EPP 메커니즘을 지원하지 않는다면 결정부(240)는 이후 BSS에서는 레거시 포맷의 제어 프레임을 사용할 것을 결정하고, 모든 HT 스테이션이 EPP 메커니즘을 지원한다면 이후 BSS에서사용하는 HT 포맷의 데이터 프레임은 EPP정보를 레거시 포맷의 PHY 헤더에 포함하도록 결정하고, 전송부(250)는 이러한 결정 내용을 비컨 프레임 또는 프로브 응답 프레임을 통해 스테이션들에게 전송한다.

즉, 비컨 프레임 또는 프로브 응답 프레임에는 BSS에 속한 스테이션들의 전송 능력에 관한 정보 및 HT 스테이션이 존재하는 경우 모든 HT 스테이션이 EPP 메커니즘을 지원하는지의 여부에 관한 정보가 포함되며, 이러한 비컨 프레임 또는 프로브 응답 프레임을 수신한 스테이션들은 이들 정보를 기초로 하여 이후에 사용할 데이터 프레임 또는 제어 프레임의 종류를 결정할 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.

상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 무선랜에서 전송 능력이 상이한 스테이션들이 공존하는 경우에도 매체 접근에 있어서의 충돌을 방지할 수 있고, 나아가 무선랜에 속한 스테이션들의 전송 능력에 따라 충돌 방지 방법을 적응적으로 결정함으로써 무선랜의 상황에 따라 최적의 충돌 방지 방법을 사용할 수 있다.

Claims

복수의 스테이션들을 포함하는 무선랜에서 액세스 포인트(Access Point)가 매체 접근(medium access)에 있어서의 충돌(collision)을 방지하는 방법에 있어서,

(a) 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 단계;

(b) 상기 판단 결과에 기초하여 상기 무선랜에서 사용될 프레임의 구성을 결정하는 단계; 및

(c) 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 (b)단계는,

상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 두 개의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 HT 포맷의 데이터 프레임은 상기 HT 포맷의 데이터 프레임의 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 제외한 다른 스테이션이 매체 접근을 시도하지 않고 대기해야 하는 시간을 나타내는 시간 정보가 기록된 레거시 포맷의 물리 계층(PHY) 헤더를 포함하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 시간 정보는 상기 HT 포맷의 데이터 프레임에 대한 수신확인(ACK)프레임이 전송 완료되는 시각을 특정할 수 있는 정보임을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 수신확인 프레임은 복수의 데이터 프레임들에 대한 Block ACK프레임이고, 상기 HT 포맷의 데이터 프레임은 상기 복수의 데이터 프레임들 중 첫번째 프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
제 3항에 있어서,

상기 HT 포맷의 프레임은 복수 개의 Fragment 프레임들 중 첫번째 프레임이고, 상기 수신확인 프레임은 상기 Fragment 프레임들 중 마지막 프레임에 대한 수신확인 프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 HT 스테이션은 MIMO(Multi Input Multi Output) 스테이션임을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 레거시 스테이션은 IEEE 802.11 a/b/g 규격을 따르는 스테이션임을 특 징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 (b)단계는,

상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 둘 이상의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 제어 프레임(Control Frame)은 레거시 포맷으로 구성되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,

상기 제어프레임은 수신확인(ACK)프레임, RTS(Request To Send)프레임 및 CTS(Clear To Send)프레임 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 9항에 있어서,

상기 수신확인 프레임은 복수의 데이터 프레임들에 대한 Block ACK 프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,

상기 HT 스테이션은 MIMO(Multi Input Multi Output) 스테이션임을 특징으로 하는 방법.
제 8항에 있어서,

상기 레거시 스테이션은 IEEE 802.11 a/b/g 규격을 따르는 스테이션임을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서

상기 (a)단계는,

상기 스테이션들로부터 전송되는 결합요청(Association Request) 프레임을 통해 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 (c)단계는,

비컨(Beacon) 프레임 또는 프로브응답(Probe Response) 프레임을 통해 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
복수의 스테이션들을 포함하는 무선랜에서 매체 접근(medium access)에 있어서의 충돌(collision)을 방지하는 장치에 있어서,

상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 판단부;

상기 판단 결과에 기초하여 상기 무선랜에서 사용될 프레임의 구성을 결정하는 결정부; 및

상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 전송하는 전송부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,

상기 결정부는 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 두 개의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 HT포맷의 데이터 프레임은 상기 HT 포맷의 데이터 프레임의 송신 스테이션 및 수신 스테이션을 제외한 다른 스테이션이 매체 접근을 시도하지 않고 대기해야 하는 시간을 나타내는 시간 정보가 기록된 레거시 포맷의 물리 계층(PHY) 헤더를 포함하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 17항에 있어서,

상기 시간 정보는 상기 HT포맷의 데이터 프레임에 대한 수신확인(ACK)프레임이 전송 완료되는 시각을 특정할 수 있는 정보임을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서,

상기 수신확인 프레임은 복수의 데이터 프레임들에 대한 Block ACK프레임이고, 상기 HT 포맷의 데이터 프레임은 상기 복수의 데이터 프레임들 중 첫번째 프레임인 것을 특징으로 하는 장치.
제 18항에 있어서,

상기 HT 포맷의 프레임은 복수 개의 Fragment 프레임들 중 첫번째 프레임이고, 상기 수신확인 프레임은 상기 Fragment 프레임들 중 마지막 프레임에 대한 수신확인 프레임인 것을 특징으로 하는 장치.
제 17항에 있어서,

상기 HT 스테이션은 MIMO(Multi Input Multi Output) 스테이션임을 특징으로 하는 장치.
제 17항에 있어서,

상기 레거시 스테이션은 IEEE 802.11 a/b/g 규격을 따르는 스테이션임을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,

상기 결정부는 상기 판단 결과 상기 무선랜에 HT(High Throughput) 스테이션과 레거시(Legacy) 스테이션이 공존하거나 서로 다른 채널 대역폭을 사용하는 적어도 둘 이상의 HT 스테이션이 공존하는 경우, 상기 무선랜에서 사용되는 제어 프레임(Control Frame)은 레거시 포맷으로 구성되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 23항에 있어서,

상기 제어프레임은 수신확인(ACK)프레임, RTS(Request To Send)프레임 및 CTS(Clear To Send)프레임 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 24항에 있어서,

상기 수신확인 프레임은 복수의 데이터 프레임들에 대한 Block ACK 프레임인 것을 특징으로 하는 장치.
제 23항에 있어서,

상기 HT 스테이션은 MIMO(Multi Input Multi Output) 스테이션임을 특징으로 하는 장치.
제 23항에 있어서,

상기 레거시 스테이션은 IEEE 802.11 a/b/g 규격을 따르는 스테이션임을 특 징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서

상기 판단부는 상기 스테이션들로부터 전송되는 결합요청(Association Request) 프레임을 통해 상기 스테이션들의 전송 능력을 판단하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 16항에 있어서,

상기 판단부는 비컨(Beacon) 프레임 또는 프로브응답(Probe Response) 프레임을 통해 상기 결정된 프레임의 구성에 관한 정보를 상기 스테이션들에게 통지하는 것을 특징으로 하는 장치.