KR101678487B1 - 무선 통신 시스템을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

어그리게이션 모드를 사용하는 무선 통신 시스템에서 높은 스루풋을 제공할 수 있는 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 기술이 개시된다. 이러한 기술에 따르면, 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계; 및 상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법이 제공된다.

Description

무선 통신 시스템을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법{DATA TRANSMISSION/RECEPTION APPARATUS AND METHOD FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 통신 시스템은 크게 유선 통신 시스템과 무선 통신 시스템으로 구별된다. 유선 통신 시스템의 경우, 단말과 네트워크가 서로 유선으로 연결되어 안정적으로 고속의 데이터를 송수신할 수 있으나, 사용자의 활동성이 제약된다는 단점이 있다. 반면에 무선 통신 시스템의 경우, 단말과 네트워크는 소정 주파수를 이용하여 데이터를 전송하게 되므로, 유선 통신 시스템에 비해 저속이지만 사용자의 활동성 제약이 없다는 장점이 있다.

무선 통신 기술의 비약적인 발전에 힘입어 현재에는 패킷 기반의 고속 무선 통신 시스템들이 속속 등장하고 있으며, 데이터를 보다 고속으로 효율적으로 전송하기 위해 다양한 방법들의 연구가 계속되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템에서는 패킷의 송신율을 높이기 위해서 송신 전력(Power)을 조절하여 채널 상황에 적응하는 기술들이 주로 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 방법만으로는 패킷의 송신율을 높이는 데에 한계가 있다. 따라서 보다 다양한 방법을 통해 패킷의 송신율을 높일 수 있는 방법들이 필요하게 되었다.

이러한 요구에 부응하여, 최근 다양한 기법을 이용함으로써 패킷의 송신율을 높일 수 있는 방법들이 연구되어 발표되고 있다. 일반적으로 무선 통신 시스템은 크게 물리(PHY) 계층과 맥(MAC) 계층으로 구분된다. PHY 계층에서는 정보 전달의 신뢰성 향상과 데이터 전송율(data rate) 향상을 위해 복잡한 기술이 사용된다.

초고속 무선 통신 시스템을 구성하기 위해 PHY 계층에서 주로 사용되는 대표적인 기술에는, 주파수 직교 분할 다중화 기반의 다중 안테나 기술을 이용한 고속 무선 전송 기술, 채널 코딩 방법 및 고차원 변조 방식 등이 있다. 그리고 MAC 계층에서는 사용자에서 질 좋은 서비스를 제공하기 위한 프로토콜이 정의되는데, 높은 스루풋을 제공하기 위해 블록 응답(Block Ack)과 어그리게이션(Aggregation) 모드 기술이 주로 사용된다. 여기서 어그리게이션 모드란, 여러 개의 패킷을 연결하여 하나의 긴 패킷으로 한 번에 전송할 수 있는 모드를 말한다.

예를 들어, 국제 더블 밸런스드 표준인 IEEE 802.11n는 64-QAM의 고차원 변조 방식과 5/6 코드 레이트와 같은 높은 부호율을 갖는 채널 코딩 방식을 물리(PHY) 계층에 도입했다. 또한 IEEE 802.11n는 다중 안테나 및 주파수 직교 변조 방식을 적용하여 물리 계층에서 데이터 레이트를 300Mbps까지 높이도록 했다. 뿐만 아니라 IEEE 802.11n은 헤더와 프레임간 간격에 의한 오버헤드를 줄이기 위해 블록 응답 방식과 어그리게이션 모드를 MAC 계층에서 사용함으로써, PHY 계층 레이트가 300Mbps일 때 MAC 계층의 전송율이 최대 약 200Mbps까지 스루풋을 유지할 수 있는 기술을 표준으로 채택했다.

IEEE에서 MAC 계층 표준으로 채택된 블록 응답 방식 및 어그리게이션 모드를 사용하는 경우, 이론적으로 높은 스루풋의 달성이 가능하다. 하지만, 실제 무선 환경에서 이러한 스루풋의 달성이 가능하지 않을 수 있다. 더블 밸런스드의 전송 방식에서 180Mbps 이상의 스루풋을 달성하기 위해서는 64-QAM 변조 방식과 5/6 코드 레이트로 다중 안테나를 통해 신호가 전달되는데, 상대적으로 긴 패킷 구간동안 채널이 불안정할 수 있으며, 수신단에서 요구하는 신호대 잡음비(SNR)가 그 시간 구간동안 유지되지 않을 수 있기 때문이다. 또한 무선 랜 시스템의 수신단에서 높은 스루풋을 달성하기 위해서는 에러 프로파게이션이 작아야할 필요가 있기 때문이다.

본 발명은 어그리게이션 모드를 사용하는 무선 통신 시스템에서 높은 스루풋을 제공할 수 있는 데이터 송수신 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계; 및 상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계; 및 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 데이터 전송율을 조절하여, 상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 데이터 처리부; 및 상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 데이터 전송부를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 장치를 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전송 단말로부터 제1어그리게이션 패킷을 수신하는 단계; 상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 상기 전송 단말로 전송하는 단계; 및 상기 전송 단말로부터 제2어그리게이션 패킷을 수신하는 단계를 포함하며, 상기 제2어그리게이션 패킷은 상기 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 어그리게이션 패킷인 무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 방법을 제공한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전송 단말로부터 제1 및 제2어그리게이션 패킷을 수신하는 데이터 수신부; 및 상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 상기 전송 단말로 전송하는 정보 전송부를 포함하며 상기 제2어그리게이션 패킷은 상기 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 패킷인 무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면, 어그리게이션 패킷 형성 시에 채널 상태 또는 단말 상태에 따라 프리앰블의 개수를 조절하거나 어그리게이션 패킷 크기를 조절함으로써, 노이즈가 심하고 채널 변화가 심한 실제 무선 채널 환경에서 스루풋을 보다 향상 시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 어그리게이션 패킷을 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법과 종래 데이터 송수신 방법에 대한 타이밍도,
도 6은 패킷 전송 시 패킷 에러율과 신호대 잡음비간의 특성을 나타내는 시뮬레이션 결과를 도시한 도면,
도 7은 신호대 잡음비와 프리앰블 삽입 주기에 따른 스루풋 성능의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면,
도 8은 본 발명과 종래 기술의 성능을 비교하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 장치를 설명하기 위한 도면,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명은 어그리게이션 모드를 사용하는 무선 통신 시스템에서 높은 스루풋을 제공할 수 있는 데이터 송수신 장치 및 방법에 관한 발명이다. 전술된 바와 같이, 전송 단말이 어그리게이션 모드를 이용하여, 어그리게이션 패킷을 생성하는 경우에도 채널 상태 등에 따라 높은 스루풋을 달성하기 어려운 상황이 발생할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 어그리게이션 모드에서 전송 단말은 송신할 데이터를 패킷으로 구성하고, 소정 개수의 패킷을 어그리게이션하여 하나의 긴 패킷으로 생성한 후, 한 번에 수신 단말로 전송한다. 이와 같이 전송이 이루어지면, 수신 단말은 수신된 긴 패킷 즉 어그리게이션 패킷을 복조 및 복호하고, 수신 오류를 검사한다. 수신 단말은 블록 응답 기법을 이용하여 어그리게이션 패킷에 포함된 다수의 패킷 각각에 대한 오류 여부를 전송 단말에 통지한다. 즉, 어그리게이션 모드에서는 한번에 많은 패킷이 전송되고 전송된 패킷에 대해 블록 응답이 이루어짐으로써 스루풋이 향상될 수 있다.

전송 단말은 블록 응답에 따라, 기 전송된 패킷들 중에서 오류가 발생한 패킷이 존재하는 경우 이들을 다시 재전송함으로써 패킷의 수신 성공률을 높일 수 있다. 그런데, 이러한 패킷의 재전송 시간은 스루풋 저하의 원인이 된다. 따라서 보다 효율적으로 데이터를 전송하기 위해서는 기본적으로 재전송이 적어야 한다.

하지만, 실제 채널은 노이즈가 많고, 주파수 선택적(frequency selective) 특성을 갖고 있으며, RF 및 아날로그 패스에 존재하는 시간/주파수 오프셋 등에 의해, 어그리게이션 패킷과 같은 긴 패킷의 패킷 에러 레이트(PER)가 짧은 패킷의 패킷 에러 레이트보다 오히려 높아질 수 있다. 즉, 채널 상태가 좋지 않을 경우 에러 발생율이 증가한다. 그리고 수신 단말의 상태가 좋지 않을 경우 긴 패킷에 대한 에러 정정률이 떨어지고, 특히 긴 패킷의 마지막 부분 패킷에 에러 발생율(PER)이 증가할 수 있다. 따라서 패킷의 재전송 횟수가 증가될 수 있으며, 결국 스루풋이 감소될 수 있는 상황이 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 전송 단말과 수신 단말과의 채널 상태 또는 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 어그리게이션 패킷을 생성함으로써 스루풋을 향상시킬 수 있다. 본 발명은 어그리게이션 패킷에 삽입되는 프리앰블의 주기를 조절함으로써 프리앰블의 개수를 조절하거나, 어그리게이션되는 패킷의 개수를 조절하여 어그리게이션 패킷의 크기를 조절할 수 있다.

예를 들어 채널 상태가 좋지 않을 경우, 본 발명에 따라 프리앰블의 개수가 증가된 어그리게이션 패킷을 수신하는 수신 단말은, 기존 보다 많은 프리앰블을 이용하여 채널 상태를 보다 많이 추정할 수 있으므로 패킷의 복조 및 복호 효율성이 증가하고 패킷 에러가 감소할 수 있다. 따라서 패킷의 재전송 횟수가 감소될 수 있으므로 스루풋이 향상될 수 있다. 또는 수신 단말의 상태가 좋지 않아 어그리게이션 패킷의 마지막 패킷 부분에 대해 에러가 집중될 경우, 본 발명에 따라 길이가 감소된 어그리게이션 패킷을 수신하는 수신 단말에서의 에러 발생율이 감소할 수 있다. 따라서 패킷의 재전송 횟수가 감소될 수 있으므로 스루풋이 향상될 수 있다.

즉, 채널 상태가 좋지 않거나 수신 단말의 상태가 좋지 않으면 에러 발생율이 증가하므로 본 발명은 이 경우, 프리앰블의 개수를 증가시키거나 어그리게이션 패킷의 길이를 감소시킴으로써 스루풋을 향상시킬 수 있다.

반대로 채널 상태가 좋거나 수신 단말의 상태가 좋을 경우, 본 발명은 프리앰블의 개수를 감소시키거나 어그리게이션 패킷의 길이를 증가시켜 어그리게이션 패킷을 생성한다. 프리앰블의 개수가 감소될 경우, 어그리게이션 패킷에 포함되는 실제 데이터가 증가되고 MAC의 오버헤드가 감소될 수 있다. 따라서 상태가 좋거나 수신 단말의 상태가 좋을 경우, 본 발명은 한번에 보다 많은 데이터를 수신 단말로 전송하고 MAC의 오버헤드를 감소시킴으로써 스루풋을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명은 어그리게이션 패킷에 대한 전술된 에러 발생 여부로 채널 상태 또는 단말 상태를 판단할 뿐만 아니라, 다양한 링크 성능 지표를 이용하여 채널 상태 또는 단말 상태를 판단할 수 있다. 다양한 링크 성능 지표는 단말의 이동 속도에 따른 도플러 주파수 천이, 채널 코히어런스 시간, 신호대 잡음비, 수신 신호 강도, 단말과 접속 중계점 간의 경로 손실, 단말과 접속 중계점 간의 거리 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 단말 이동 속도에 따른 프리엠블 삽입 주기 결정을 위해서, 본 발명은 단말 이동 속도에 따른 성능 변화 지표와의 관계를 활용한 룩업 테이블 혹은 임계치 비교 방법을 활용하여 프리엠블 삽입 주기를 결정할 수 있다. 즉, 본 발명은 최대 도플러 주파수 천이 값에 따른 최적의 프리엠블 삽입 주기 룩업 테이블을 사용할 수 있다.

또는 본 발명은 채널 코히어런스 시간에 따라 프리엠블 삽입 주기 결정할 수 있다. 프리엠블의 해당 패킷 길에 대한 유효 성능을 판단하여, 코히어런스 시간이 하나의 프리엠블을 갖는 패킷 길이보다 길다면 프리엠블 삽입 주기를 길게 하고, 코히어런스 시간이 하나의 프리엠블을 갖는 패킷 길이보다 짧다면 프리엠블 삽입 주기를 짧게 한다.

또는 본 발명은 신호 대 잡음비에 따른 적합한 프리엠블 삽입 주기 관계를 룩업 테이블로 갖고 있다가 측정된 신호 대 잡음비에 따라 프리앰블 삽입 주기를 변경할 수 있다.

한편, 본 발명은 전송 단말과 수신 단말과의 채널 상태 또는 수신 단말의 상태에 따라, 데이터 전송율을 조절하여 어그리게이션 패킷을 수신단말로 전송할 수도 있다. 데이터 전송율이 높을수록 에러 발생율은 채널 상태 또는 단말 상태에 민감하다. 따라서, 본 발명은 채널 상태가 좋지 않거나 수신 단말의 상태가 좋지 않을 경우, 데이터 전송율을 감소시켜 어그리게이션 패킷을 전송할 수 있다. 또한 본 발명은, 채널 상태가 좋거나 수신 단말의 상태가 좋은 경우, 데이터 전송율을 증가시켜 어그리게이션 패킷을 전송할 수 있다. 이 때, 본 발명은 대역폭을 조절하거나 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨을 조절하여 데이터 전송율을 조절할 수 있다.

또한 본 발명은, 일반 어그리게이션 모드에 의해 생성된 어그리게이션 패킷의 데이터 전송율을 조절하여 수신단말로 전송할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷 생성과 데이터 전송율 조절은 함께 수행될 수도 있고 별도로 수행될 수도 있다.

이하, 도 1 내지 도 11에서 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 한편 이하에서 언급되는 데이터 송수신 장치는 단말, 스테이션 및 액세스 포인트(AP)를 모두 포함하는 개념이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무선 통신 시스템은 전송 단말(101) 및 수신 단말(111)을 포함한다. 전송 단말(101)은 데이터 처리부(103) 및 데이터 전송부(105)를 포함하며, 수신 단말(111)은 데이터 수신부(113) 및 정보 전송부(115)를 포함한다. 이하에서는 먼저 전송 단말(101)에 대해 설명되고 수신 단말(111)에 대해 설명된다.

데이터 처리부(103)는 수신 단말(111)과의 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성한다. 즉, 데이터 처리부(103)는 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태에 따라, 제1어그리게이션에 삽입될 프리앰블의 개수를 조절하거나 제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성한다. 그리고 데이터 전송부(105)는 제1어그리게이션 패킷을 수신 단말(111)로 전송한다.

한편, 전송 단말(101)은 수신 단말(111)과의 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태를 판단하기 위해 일실시예로서 수신 단말(111)로 전송된 어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 이용할 수 있다. 전술된 바와 같이, 수신 단말(111)과의 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태에 따라 에러 빈도수 또는 에러 분포율에 차이가 발생하기 때문에 에러 정보는 수신 단말(111)과의 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태를 나타내는 정보가 될 수 있다.

에러 정보를 이용하기 위해 전송 단말(101)은, 전송 단말(101)부터 전송된 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를, 수신 단말(111)로부터 수신하는 데이터 수신부를 더 포함할 수 있다. 즉, 데이터 전송부(105)는 제2어그리게이션 패킷을 수신 단말(111)로 전송하고 데이터 수신부는 수신 단말(111)로부터 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 수신할 수 있다. 수신 단말(111)은 에러 정보가 포함된 블록 응답(Block Ack)을 전송 단말(101)로 전송할 수 있다.

보다 구체적으로, 제1어그리게이션 패킷에 포함될 프리앰블의 개수를 조절하기 위해 데이터 처리부(103)는 에러 정보를 이용하여, 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 패킷의 개수와 기 설정된 임계값을 비교함으로써 프리앰블의 개수를 조절할 수 있다. 즉, 데이터 처리부(103)는 에러 정보를 이용하여 제2어그리게이션 패킷 중 에러가 발생한 에러 패킷의 개수를 확인하고, 에러 발생율이 기 설정된 임계값 이상일 경우 프리앰블 개수를 증가시켜 제1어그리게이션 패킷을 생성할 수 있다. 이 때, 데이터 처리부(103)는 제1어그리게이션 패킷에 대한 프리앰블의 삽입 주기를 조절하여 프리앰블의 개수를 조절할 수 있다.

또는 제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절하기 위해 데이터 처리부(103)는 에러 정보를 이용하여, 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 분포도와 기 설정된 임계값을 비교하고, 비교 결과에 따라 제1어그리게이션에 포함되는 패킷의 개수를 조절하여 제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절할 수 있다. 제1어그리게이션 패킷의 크기가 감소하는 것은 제1어그리게이션 패킷의 길이가 감소하는 것에 대응되며, 따라서 어그리게이션 패킷의 마지막 패킷 부분에 집중되는 에러가 제거될 수 있다. 예를 들어, 100개의 패킷이 어그리게이션된 어그리게이션 패킷에서 90번째부터 100번째 패킷에만 에러가 발생하는 경우, 데이터 처리부(103)는 90번째부터 100번째 패킷을 제외한 90개의 패킷을 어그리게이션함으로써 90번째부터 100번째 패킷에 발생하는 에러를 제거할 수 있다.

데이터 처리부(103)는 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러가 마지막 패킷 부분에 집중된 경우, 제1어그리게이션 패킷의 크기를 감소시킬 수 있다. 예를 들어 데이터 처리부(103)는 제2어그리게이션 패킷에 포함된 패킷 중 기 설정된 패킷부터 마지막 패킷까지의 에러 발생율과 기 설정된 임계값을 비교하여 제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 90번째부터 100번째 패킷 중 6개 이상 패킷에서 에러가 발생하며, 기 설정된 임계 값이 5인 경우, 데이터 처리부(101)는 제1어그리게이션 패킷의 크기를 감소시킬 수 있다.

한편, 전송 단말(101)은 제1어그리게이션 패킷을 기 설정된 통신 방식에 따라 변조 및 부호화하는 변조 및 부호화부를 더 포함할 수 있다. 데이터 전송부(105)는 변조 및 부호화된 제1어그리게이션 패킷을 수신 단말(111)로 전송한다. 이 때, 전술된 바와 같이 전송 단말(101)은 수신 단말과의 채널 상태 또는 수신 단말의 상태에 따라, 데이터 전송율을 조절하여 어그리게이션 패킷을 수신단말로 전송할 수 있다. 변조 및 부호화부가 변조 및 코딩 스킴을 조절하여 데이터 전송율을 조절할 수 있다.

데이터 수신부(113)는 전송 단말(101)로부터 제1 및 제2어그리게이션 패킷을 수신한다. 그리고 정보 전송부(115)는 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 전송 단말(101)로 전송한다. 수신 단말(111)은 제2어그리게이션 패킷에 대한 블록 응답에 에러 정보를 포함하여 전송 단말(101)로 전송할 수 있다. 그리고 제1어그리게이션 패킷은 전술된 바와 같이, 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 패킷일 수 있다.

수신 단말(111)은 전송 단말(101)로부터 전송된 어그리게이션 패킷의 프리앰블을 이용하여 채널 추정을 수행하는 채널 추정부를 더 포함할 수 있다. 이 때, 전술된 바와 같이, 수신 단말(111)은 채널 상태 또는 단말 상태에 따라 개수가 조절된 프리앰블을 이용하여 채널 추정을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 프리앰블 개수 조절 및 어그리게이션 패킷 크기 조절은 선택적으로 수행되거나 함께 수행될 수 있다. 또한 여기서, 무선 통신 시스템은 다중 채널을 사용하는 무선랜 시스템 또는 MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output)를 사용하는 무선랜 시스템일 수 있다. 전송 단말은 적어도 하나의 수신 단말과의 채널 상태 또는 수신 단말의 상태에 따라, 다중 채널을 이용하거나 빔포밍하여 적어도 하나 이상의 수신 단말로 어그리게이션 패킷을 전송할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 2에서는 도 1의 전송 단말(101)의 데이터 전송 방법이 일실시예로서 설명된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 전송 방법은 단계 S201로부터 시작된다. 단계 S201에서 전송 단말(101)은 수신 단말(111)과의 채널 상태 또는 수신 단말(111)의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성한다. 단계 S203에서 전송 단말(101)은 제1어그리게이션 패킷을 수신 단말(111)로 전송한다. 전송 단말(101)은 수신 단말과의 채널 상태 또는 수신 단말의 상태에 따라, 데이터 전송율을 조절하여 어그리게이션 패킷을 수신단말로 전송할 수 있다.

이 때, 전송 단말(101)은 일실시예로서 수신 단말(111)로부터 전송되는 에러 정보를 이용하여 수신 단말(111)과의 채널 상태 및 수신 단말(111)의 상태를 판단할 수 있다. 에러 정보를 이용하기 위해 본 발명은 제2어그리게이션 패킷을 수신 단말(111)로 전송하는 단계 및 수신 단말(111)로부터 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명은 에러 정보를 이용하여 제1어그리게이션 패킷에 포함될 프리앰블의 개수를 조절하거나 제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성할 수 있다.

제1어그리게이션 패킷에 포함될 프리앰블의 개수를 조절하기 위해 단계 S201은 에러 정보를 이용하여, 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 패킷의 개수와 기 설정된 임계값을 비교하는 단계, 비교 결과에 따라 상기 프리앰블의 개수를 조절하는 단계 및 조절된 개수의 프리앰블을 포함하는 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 전송 단말(101)은 제1어그리게이션 패킷에 대한 상기 프리앰블의 삽입 주기를 조절하여 상기 프리앰블의 개수를 조절할 수 있다.

제1어그리게이션 패킷의 크기를 조절하기 위해 단계 S201은 에러 정보를 이용하여, 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 분포도와 기 설정된 임계값을 비교하는 단계, 판단 결과에 따라, 제1어그리게이션 패킷의 크기를 결정하는 단계 및 결정 결과에 따라, 제1어그리게이션에 포함되는 패킷의 개수를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 전송 단말(101)은 제2어그리게이션 패킷에 포함된 패킷 중 기 설정된 패킷부터 마지막 패킷까지의 에러 발생율과 기 설정된 임계값을 비교하여, 제1어그리게이션 패킷의 크기를 결정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 구체적 실시예에 따른 데이터 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 3에서는 도 1의 데이터 처리부(103)의 데이터 전송 방법이 일실시예로서 설명된다.

데이터 처리부(103)는 최초 대기 상태를 유지(S301)한다. 여기서 대기 상태란, 일반적으로 데이터의 송신 및 수신을 대기하는 상태로, 데이터 처리부(103)의 상위 계층으로부터 전송할 패킷의 수신을 대기하고, PHY 계층으로부터 수신 패킷 또는 응답 신호를 대기하는 상태이다. 도 1의 전송 단말(101)에서 데이터 처리부(103)는 MAC 계층, 데이터 전송부(103)는 PHY 계층에 대응될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 데이터 처리부(103)이 대기 상태는 전송할 패킷을 상위 계층으로부터 수신하는 것을 대기하는 상태일 수 있다.

데이터 처리부(103)는 특정 이벤트가 발생할 경우, 수신 단말(111)로 전송할 패킷이 상위 계층으로부터 도착했는지 여부를 확인(S303)한다. 여기서, 특정 이벤트는 수신 단말(111)로의 패킷 전송 또는 패킷 재전송일 수 있다.

수신 단말(111)로 전송할 패킷이 상위 계층으로부터 도착한 경우, 데이터 처리부(103)는 수신 단말(111)로 전송할 다수의 패킷들을 이용하여 어그리게이션 패킷을 생성하고, 이를 PHY 계층으로 전송(S305)한다. 여기서, 어그리게이션 패킷은 종래 IEEE 802.11n 표준에 따른 어그리게이션 패킷이거나 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷일 수 있다.

PHY 계층으로 전송된 어그리게이션 패킷은 수신 단말(111)로 전송되고 데이터 처리부(103)는 수신 단말(111)로부터 전송된 블록 응답으로부터 에러 정보를 추출(S307)한다. 데이터 처리부(103)는 추출된 에러 정보를 이용하여 기 전송된 어그리게이션 패킷 중 에러가 발생한 패킷, 에러 분포도 등을 판단할 수 있다.

데이터 처리부(103)는 에러 정보를 이용하여 에러 패킷의 개수가 기 설정된 임계값 이상인지 여부를 판단한다. 이러한 임계값은 실험을 통해서 최적화될 수 있다. 판단 결과 에러 패킷의 개수가 임계값 이하인 경우, 데이터 처리부(103)는 프리앰블 삽입 주기를 증가시켜 어그리게이션 패킷에 삽입될 프리앰블의 개수를 감소(S311)시킨다. 프리앰블 삽입 주기에 대한 정보는 전송 단말(101)에 저장될 수 있다. 어그리게이션 패킷에 삽입될 프리앰블의 개수가 감소될 경우, 어그리게이션 패킷의 길이가 짧아질 수 있으므로 스루풋 향상에 이득이 될 수 있다.

감소된 개수의 프리앰블을 포함하는 어그리게이션 패킷은 수신 단말(111)로 전송되고, 데이터 처리부(103)는 수신 단말(111)로부터 전송된 블록 응답에 포함된 에러 정보를 통해 에러 존재 여부를 판단(S313)한다. 에러가 존재하는 경우 데이터 처리부(103)는 단계 S305로 돌아가 프리앰블의 주기를 조절할 수 있다. 에러가 존재하지 않는 경우, 데이터 처리부(103)는 단계 S301로 돌아가 대기 상태를 유지한다.

단계 S309에서 에러 패킷의 개수가 기 설정된 임계값 이상인 경우, 데이터 처리부(103)는 에러 패킷이 산발적으로 분포하는지 여부를 판단(S315)한다. 에러가 산발적으로 분포하고 있다는 것은, 채널의 상태가 매우 유동적이라는 것을 의미한다. 즉, 채널이 시간적으로 매우 급격히 변화할 경우 수신 단말은 급격하게 변화하는 채널의 변화를 충분히 검출하기 어렵다. 따라서 에러가 산발적으로 발생할 수 있다.

에러 패킷이 산발적으로 분포하는 경우, 데이터 처리부(103)는 어그리게이션 패킷에 삽입될 프리앰블의 삽입 주기를 감소시켜 어그리게이션 패킷에 삽입될 프리앰블의 개수를 증가(S317)시킨다. 어그리게이션 패킷에 삽입되는 프리앰블의 개수가 증가할수록 수신측에서는 채널 추정이 보다 용이해지고 복조 및 복호 효율이 증가될 수 있다. 프리앰블 삽입 주기에 대한 정보는 전송 단말(101)에 저장될 수 있다. 데이터 처리부(103)는 증가된 프리앰블 삽입 주기에 따라 단계 S305에서 어그리게이션 패킷을 생성하여 PHY 계층으로 전송할 수 있다.

단계 S315에서 에러가 산발적으로 분포되지 않은 경우, 데이터 처리부(103)는 생성된 어그리게이션 패킷 중 마지막 부분 패킷에 에러가 집중되어있는지 여부를 판단(S319)한다. 즉, 단계 S313 및 S315에서 데이터 처리부(103)는 패킷 에러가 특정 부분에 집중되어 있는지 여부를 판단한다. 어그리게이션되는 패킷의 개수가 많을 경우, 어그리게이션 패킷의 길이도 길어지며, 따라서 수신 단말(111) 상태에 따라 어그리게이션 패킷에 포함된 패킷 중 마지막 패킷 부분에 에러가 집중적으로 발생할 수 있다. 따라서 데이터 처리부(103)는 에러 분포도를 확인한다.

단계 S319에서 에러가 마지막 패킷 부분에 집중된 경우, 데이터 처리부(103)는 어그리게이션될 패킷의 개수를 감소할 것을 결정하고, 이에 대한 정보는 전송 단말(101)에 저장될 수 있다. 단계 S305에서 데이터 처리부(103)는 감소된 패킷 개수에 따라 어그리게이션 패킷을 생성한다. 감소된 패킷 개수에 따라 어그리게이션 패킷의 길이가 감소할 수 있으므로 마지막 패킷 부분에 발생하는 에러가 제거될 수 있다.

한편, 단계 S319에서 에러가 마지막 패킷 부분에 집중되지 않은 경우, 단계 S323에서 변조 및 부호화부는 MCS 레벨을 감소시킨다. 즉, 변조 및 부호화부는 변조 및 코딩 스킴을 조절하여 데이터 전송율을 감소시킬 수 있다. MCS 레벨은 무선 통신 시스템의 기 설정된 규칙에 따라 설정될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 어그리게이션 패킷을 설명하기 위한 도면이다. 이하 설명에서 MAC 계층은 데이터 처리부(103)에 대응되며, PHY 계층은 데이터 전송부(105)에 대응된다.

MAC 계층의 상위 계층으로부터 MAC 계층으로 다수의 SDU(401 내지 406)가 전송된다. 도 4에서는 SDU(Service Data Unit)가 MSDU로 표시되어 있다. 이와 같은 다수의 SDU(401 내지 406)는 헤더와 CRC 체크를 위한 FCS(Frame Check Sequence)를 포함한다.

MAC 계층은 다수의 SDU(401 내지 406)를 이용하여 PDU(Packet Data Unit)를 생성하며, 도 4에서는 MPDU로 표기되어 있다. 각각의 MPDU는 MD(MPDU Delimiter)를 포함한다. MAC 계층은 MPDU를 이용하여 어그리게이션 패킷(A-MPDU)을 생성한다. MAC 계층은 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 3개의 MSDU(401 내지 403)을 이용하여 제1어그리게이션 패킷(407)을 생성하고 2개의 MSDU(404 및 405)을 이용하여 제2어그리게이션 패킷(408)을 생성하고 1개의 MSDU(406)을 이용하여 제3어그리게이션 패킷(409)를 생성할 수 있다.

MAC 계층에서 생성된 어그리게이션 패킷은 PHY 계층으로 전송된다. PHY 계층은 도 4에 도시된 바와 같이, MAC 계층에서 생성된 어그리게이션 패킷을 다시 어그리게이션하여 수신 단말로 전송할 수 있다. 즉, MAC 계층으로부터 전송된 어그리게이션 패킷(407 내지 409)은 PHY 계층에서 프리앰블 및 PD(PPDU Delimiter)를 포함하는 다수의 PSDU(410 내지 412)로 구성될 수 있으며, 다수의 PSDU(410 내지 412)가 어그리게이션될 수 있다.

이 때, 프리앰블의 개수는 본 발명에 따라 결정될 수 있다. 또한 각각의 PSDU는 서로 다른 수신 단말로 전송될 수 있다. 즉, 각각의 PSDU는 서로 다른 MAC 주소를 포함할 수 있으며, 서로 다른 수신 단말에 대한 패킷일 수 있다. 서로 다른 수신 단말은 PHY 계층에 의해 전송되는 어그리게이션 패킷(A-PPDU)을 수신하고 MAC 주소에 따라 PSDU를 복호화할 수 있다.

또한 각각의 PSDU는 서로 다른 데이터 전송율(data rate1, data rate2, data rate3) 로 수신 단말로 전송될 수 있다. 즉, 전송 단말과 복수의 수신 단말이 서로 다른 채널을 이용하거나 빔포밍하여 데이터를 송수신할 때, 전송 단말은 다중 채널 상태에 따라 PSDU 별로 데이터 전송율을 조절하여 어그리게이션 패킷(A-PPDU)을 전송할 수 있다. 이 때, 전술된 바와 같이 각각의 PSDU의 목적지는 서로 다른 수신 단말이 될 수 있다.

한편, PHY 계층에서 생성된 어그리게이션 패킷(A-PPDU)의 프리앰블 및 헤더는 기 설정된 기본 전송율(base rate)로 전송될 수 있다. 또한 MAC 및 PHY 계층에서 어그리게이션되는 패킷의 개수는 본 발명에 따라 조절될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법과 종래 데이터 송수신 방법에 대한 타이밍도이다. 도 5에서 (A) 타이밍도는 종래 데이터 송수신 방법에 따른 타이밍도이며, (B)는 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법의 타이밍도이다. 그리고 수직선 상단의 프레임은 전송 단말로부터 전송되는 프레임을 나타내며 수직선 하단의 프레임은 수신 단말로부터 전송되는 프레임을 나타낸다.

송신 구간(TXOP)에서 전송 단말은 RTS(Request To Send) 프레임을 수신 단말로 전송하고 수신 단말은 이에 응답해 CTS(Clear To Send) 프레임을 전송 단말로 전송한다. 이후 t0 시점에서 전송 단말은 어그리게이션 패킷을 수신 단말로 전송하고 수신 단말은 블록 응답을 전송 단말로 전송한다. 이 때, 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷은 종래와 달리 하나 이상의 프리앰블을 포함하며, 어그리게이션 패킷의 전송 완료 시점은 t1 및 t2로 각각 차이가 발생한다.

이후, 패킷 오류가 발생한 경우, 오류가 발생한 패킷에 대해 재전송이 필요한데, 전술된 바와 같이 본 발명에 따를 경우 패킷 오류가 줄어들 수 있다. 따라서 도 5에 도시된 바와 같이 재전송되는 패킷의 길이가 본 발명의 경우 보다 짧을 수 있다. 결국, 패킷 재전송 시간은 종래의 경우가 t3로 본 발명의 시점(t4)보다 앞서지만 재전송 패킷 길이의 차이에 따라 전송 완료 시점은 본 발명의 시점이 t5로 종래 방법에 따른 시점 t6보다 앞설 수 있다.

즉, 본 발명에 따를 경우 초기 패킷 전송 시간이 길어질 수는 있으나, 재전송 패킷에 따른 시간이 절감될 수 있으므로 결과적으로 스루풋이 향상될 수 있다.

도 6은 패킷 전송 시 패킷 에러율과 신호대 잡음비간의 특성을 나타내는 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.

PHY 계층에서 40MHz의 대역폭을 기반으로 2x3 MIMO-OFDM 기술이 사용되고, 64-QAM 변조와 5/6 코드 레이트 채널 코딩이 적용된 경우 300Mbps까지 데이터 레이트가 향상될 수 있다. 이 때 MAC 계층에서 블록 응답 및 어그리게이션 기술이 사용될 경우, 1000byte 패킷 40개를 어그리게이션 하면 MAC 계층에서는 약 210Mbps의 최대 스루풋가 얻어질 수 있다. 하지만, 이것은 채널 변화가 없고, 노이즈가 작을 경우이며, 실제 채널은 항상 변하며 노이즈가 심하다.

도 6은, 전술된 상황에서 1000, 10000, 40000 byte 패킷 40개가 어그리게이션 됐을 때의 PER을 나타내는 시뮬레이션한 결과이다. 도 6에서 'o', '*', 'x'는 각각 40000, 10000, 1000 byte 경우를 나타낸다.

도 6의 시뮬레이션 결과에서 알 수 있듯이 40000 byte 패킷의 경우 23dB이하에서 거의 모두 에러가 발생한다. 또한 10000byte 패킷은 21dB 이하에서 에러가 발생하고, 1000byte 패킷은 19dB에서 거의 모두 에러가 발생한다. 또한 10% PER을 위한 SNR이 각각 21.5dB, 22.5dB, 24.5dB이다.

이 실험 결과에서도 알 수 있듯이, 20dB와 25dB 사이에서는 PER 성능이 100%에서 1%로 급변하는 신호대 잡음비 구간이며, 이러한 상황이라면 패킷의 길이가 성능에 얼마나 중요한 역할을 하는지 알 수 있다. 예를 들면, SNR이 23dB일 경우, 1000 byte 패킷은 PER이 1%이지만, 40000 byte 패킷의 경우 PER이 95% 이상으로서, 현격한 차이가 발생함을 알 수 있다.

도 7은 신호대 잡음비와 프리앰블 삽입 주기에 따른 스루풋 성능의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다. 도 7에서 'o', '*', 'x'는 각각 1개, 4개, 40개의 프리앰블이 사용된 40000 byte 패킷 길이의 어그리게이션 패킷에 대한 결과를 나타낸다. 그리고 도 7에서 '+'는 일반적인 1000 byte 패킷 및 노멀 응답(Normal Ack)이 사용된 경우의 결과를 나타낸다.

도 7에 도시된 바와 같이, 신호대 잡음비가 25dB 이상인 채널 상황일 경우에는 프리앰블을 하나만 사용하는 것이 좋고, 22dB에서 25dB 사이에서는 4개의 프리앰블을 사용하고, 20dB에서 22dB 사이에는 40개의 프리앰블을 사용하는 것이 스루풋 성능에 좋다는 것을 알 수 있다.

여기서, 일반적인 패킷에 대한 스루풋이, 1개의 프리앰블이 사용된 어그리게이션 패킷 대비 18% 정도되는 이유는 매 패킷의 전송에 따라 발생하는 패킷간 간격, Ack 패킷 및 물리계층 프리앰블에 의한 오버해드의 증가 때문이다. 다만, 1000 byte 패킷의 경우, 1000 byte 패킷 각각에 대해 프리앰블이 삽입되므로 어그리게이션 패킷에 비해 채널 변화에 빠르게 대응할 수 있다. 따라서 스루풋 관점에서 1000byte 패킷마다 프리앰블을 삽입한 어그리게이션 패킷의 경우, 즉 'x'의 경우가 '+'보다 스루풋이 높은 지점까지 어그리게이션이 효과적이라고 말할 수 있다.

이 때, 50Mbps 스루풋을 달성하기 위해 필요한 신호대 잡음비는, 일반적인 1000 byte 패킷의 경우보다 1000byte 마다 프리앰블이 삽입된 어그리게이션 패킷이 약 3dB 낮음을 알 수 있으므로 여전히 어그리게이션이 효과적임을 알 수 있다.

다음으로 수학식을 이용하여 본 발명에 따른 스루풋 효율을 분석해 보기로 한다. 스루풋은 하기 [수학식 1]과 같이 계산될 수 있다.

스루풋(throughput)은 전송되는 데이터 페이로드의 길이를, 데이터 전송에 소요되는 시간으로 나눈 값이다. 이 때, 데이터 전송에 소요되는 시간은 패킷간 간격과 헤더, 프리앰블을 포함한 오버헤드와 실제 데이터를 전송하는데 소요되는 시간을 포함하므로 하기 [수학식 2]와 같이 표현될 수 있다.

상기 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 따라, MAC 계층의 스루풋 효율성은 하기 [수학식 3]과 같이 표현될 수 있다.

[수학식 3]은 MAC 계층의 스루풋을 PHY 계층의 데이터 레이트로 나눈 값이 된다. 예를 들어 1000 byte 패킷 40개를 어그리게이션하여 40000 byte 패킷을 전송한다고 할 때, 종래의 기술은 어그리게이션 패킷을 그대로 보내므로 40000 byte 의 A-MPDU(40000)을 전송한다. 그리고 10개 패킷에 에러가 발생한 경우, 에러가 발생한 10개의 패킷 그룹인 10000byte의 A-MPDU(10000)가 재전송된다. 이러한 경우, 총 전송 시간은 하기 [수학식 4]와 같이 계산된다.

하지만 본 발명에 따라 40개의 프리앰블이 사용될 경우, 하기 [수학식 5]와 같이 4개의 A-MPDU(10000)마다 프리앰블이 삽입되어 어그리게이션 패킷이 전송된다. 이 경우, 채널 변화 적응 능력이 향상되어 에러 발생 패킷이 감소될 수 있다. 1개의 패킷에 에러가 발생한 경우, 1000byte의 A-MPDU(1000)만 재전송되면 되므로 총 전송시간이 감소될 수 있다.

결과적으로 이 예시에서는 프리앰블 3개(32us x 3)를 더 삽입함으로써, 9000 byte에 해당하는 데이터를 재전송하지 않을 수 있으므로, 40MHz 대역폭에 기반하여 2x3 MIMO, 64QAM 및 5/6 code rate 변조 방식이 사용될 경우, 전송 시간 면에서 대략 250us의 이득이 발생할 수 있다.

도 8은 본 발명과 종래 기술의 성능을 비교하기 위한 도면으로서, SNR 변화에 따른 스루풋 및 개선율을 나타낸다. 도 8에서 'x'는 종래 어그리게이션 패킷, '+'는 어그리게이션되지 않은 일반 패킷, 'o'는 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷을 나타낸다.

도 8에 도시된 바와 같이, 종래 어그리게이션 패킷의 경우, 신호대 잡음비가 28dB 이상인 구간에서만 스루풋이 좋게 나오며 그 외의 구간에서는 스루풋이 거의 나오지 않는다. 그러므로 종래에는 채널 상태가 양호할 때만 어그리게이션 패킷이 사용되었다. 채널 상태가 좋지 않은 경우에 종래에는 결합 패킷이 아닌 일반 패킷이 전송되고 응답 패킷이 수신되는 모드인 정상 응답 모드(Normal ACK mode)가 사용된다.

반면, 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷의 경우, 종래 어그리게이션 패킷과 정상 응답 모드의 경우보다 전체 구간에서 좋거나 같은 스루풋 성능을 보인다. 도 8의 마지막 그래프인 개선율 그래프에서 'x'는 종래 어그리게이션 패킷에 대한 본 발명의 개선율, '+'는 어그리게이션되지 않은 일반 패킷에 대한 본 발명의 개선율을 나타낸다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서는 도 1의 수신 단말(111)의 데이터 전송 방법이 일실시예로서 설명된다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 수신 방법은 단계 S901로부터 시작된다. 단계 S901에서 수신 단말(111)은 전송 단말(101)로부터 제2어그리게이션 패킷을 수신한다. 단계 S903에서 수신 단말(111)은 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 전송 단말(101)로 전송한다. 수신 단말(111)은 제1어그리게이션 패킷에 대한 블록 응답에 에러 정보를 포함시켜 전송할 수 있다. 단계 S905에서 수신 단말(111)은 전송 단말(101)로부터 제1어그리게이션 패킷을 수신한다. 제1어그리게이션 패킷은 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 어그리게이션 패킷이다. 또는 제1어그리게이션 패킷은 본 발명에 따라서 데이터 전송율이 조절되어 전송된 패킷일 수 있다.

수신 단말(111)은 제1어그리게이션 패킷에 포함된 프리앰블을 이용하여 채널 추정을 수행한다. 채널 상태가 좋지 않을 경우, 제1어그리게이션 패킷에 포함된 프리앰블의 개수가 증가할 수 있으므로 수신 단말(111)은 보다 용이하게 채널 추정을 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 무선 통신 장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 통신 장치는 데이터 처리부(1001), 변조 및 부호화부(1003), 무선부(1005), 복조 및 복호화부(1007)를 포함한다. 본 발명에 따른 무선 통신 장치는 도 1에서 설명된 전송 단말(101) 및 수신 단말(111)을 모두 포함하는 개념이다. 여기서, 데이터 처리부(1001) MAC 계층, 변조 및 부호화부(1003), 무선부(1005), 복조 및 복호화부(1007)는 PHY 계층에 대응될 수 있다.

데이터 처리부(1001)는 어그리게이션 패킷을 생성하여 변조 및 부호화부(1003)로 전달한다. 데이터 처리부(1001)는 도 1에서 설명된 데이터 처리부(103)의 기능을 포함한다. 여기서 어그리게이션 패킷은 도 3의 A-MPDU일 수 있다.

변조 및 부호화부(1003)는 데이터 처리부(1001)로부터 전달된 어그리게이션 패킷을 기 설정된 통신 방식에 따라 변조 및 부호화한다. 이 때, 변조 및 부호화부(1003)는 채널 상태 및 단말 상태에 따라 변조 및 코딩 스킴을 조절하여 데이터 전송율을 조절할 수 있다. 변조 및 부호화부(1003)에서 변조 및 부호화된 패킷은 무선부(1005)에서 기 결정된 무선 전송 방식에 매칭되고, 대역 상승 변환되어 각 안테나들(ANT #1, …, ANT #n)을 통해 데이터 수신 장치로 전송된다. 여기서 무선부(1005) 및 각 안테나들(ANT #1, …, ANT #n) 또한 PHY 계층이 될 수 있다. 한편, 변조 및 부호화부(1003)는 데이터 처리부(1001)로부터 전송된 복수의 A-MPDU를 어그리게이션하여 도 3의 A-PPDU를 생성할 수 있다.

이와 같이 전송된 어그리게이션 패킷에 대해 데이터 수신 장치로부터 블록 응답이 무선부(1005)에 수신되면, 무선부(1005)는 블록 응답에 대해 대역 하강 변환 및 디매핑 과정을 수행한다. 하강 변환 및 디매핑 과정이 수행된 블록 응답은 복조 및 복호화부(1007)로 전달된다. 복조 및 복호화부(1007)는 블록 응답을 복조 및 복호화하고 데이터 처리부(1001)로 제공한다.

데이터 처리부(1001)는 블록 응답에 포함된 에러 정보를 추출하고 에러 분포도, 에러 빈도수 등에 따라 어그리게이션 패킷에 삽입될 프리앰블의 개수 또는 어그리게이션 패킷의 크기를 조절하여, 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷을 생성한다. 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷은 전술된 바와 같이 변조 및 부호화부(1003)와 무선부(1005)를 통해 데이터 수신 장치로 전송된다.

한편, 무선부(1005)는 다른 무선 통신 장치에 의해 전송된 어그리게이션 패킷을 수신한다. 어그리게이션 패킷은 다수의 안테나들(ANT #1, …, ANT #n)을 통해 무선부(1005)로 입력되며, 무선부(1005)는 어그리게이션 패킷에 포함된 프리앰블을 이용하여 채널을 추정한다.

복조 및 복호화부(1007)는 채널 추정값을 이용하여 패킷의 복조/복호를 수행한다. 복조 및 복호가 완료된 패킷은 데이터 처리부(1001)로 제공된다. 데이터 처리부(1001)는 수신된 패킷들로부터 에러 여부를 검출한다. 만일 에러가 존재하지 않으면 데이터 처리부(1001)는 상위 계층으로 데이터를 전달한다.

반면에 에러가 존재하는 경우, 데이터 처리부(1001)는 블록 응답 형태로 응답 신호를 생성하고, 블록 응답 신호를 변조 및 부호화부(1003)로 제공한다. 따라서 변조 및 부호화부(1003)는 기 설정된 통신 방식에 따라 응답 신호를 변조 및 부호화한다. 이와 같이 변조 및 부호화된 신호는 무선부(1005)에서 송신 대역의 신호로 변환된 후 각 안테나들(ANT #1, …, ANT #n)을 통해 다른 무선 통신 장치로 전송된다.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 11에서는, 무선 통신 시스템이 다중 채널을 사용하는 무선랜 시스템인 경우가 일실시예로서 설명된다.

본 발명은 다중 채널을 사용하는 무선 랜 시스템에도 적용될 수 있다. 즉, 전송 단말은 자신에게 할당된 채널을 이용하여 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷을 적어도 하나 이상의 수신 단말로 전송할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 동기식 모드에서 전송 단말은 자신에게 할당된 채널을 이용하여 전송 구간(TXOP)에서 어그리게이션 패킷 또는 일반 패킷을 수신 단말로 전송한다. 비동기식 모드에서 전송 단말은 자신에게 할당된 채널을 이용하여 비동기로 패킷을 수신 단말로 전송한다. 그리고 수신 단말은 동기식 모드 또는 비동기식 모드에 따라 전송된 패킷에 대해 응답을 수행한다. 이 때, 동기는 프로토콜로 정의된 제어 패킷(Management packet, M)에 의해 맞취질 수 있으며, 전송 단말은 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷을 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 통신 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 12에서는, 무선 통신 시스템이 MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output)를 사용하는 무선랜 시스템인 경우가 일실시예로서 설명된다.

본 발명은 MU-MIMO를 사용하는 무선 랜 시스템에도 적용될 수 있다. 즉, 전송 단말은 적어도 하나 이상의 수신 단말로 빔포밍하여 본 발명에 따른 어그리게이션 패킷을 전송할 수 있다. 여기서, 전송 단말은 액세스 포인트일 수 있다.

도 12는, 하나의 전송 단말 또는 액세스 포인트가 복수개의 수신 단말로 어그리게이션 패킷을 전송하는 실시예를 도시하고 있으나, 복수의 수신 단말이 하나의 전송 단말 또는 액세스 포인트로 어그리게이션 패킷을 전송할 수도 있다. 이 때, 도 11과 같이 동기식 또는 비동기식으로 송수신이 가능하다. 수신 단말은 전송된 어그리게이션 패킷에 대한 블록 응답을 전송 단말 또는 액세스 포인트로 전송한다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 데이터 송수신 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체(CD, DVD와 같은 유형적 매체뿐만 아니라 반송파와 같은 무형적 매체)를 포함한다.

본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (20)

1. 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계;
   상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계;
   제2어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계; 및
   상기 수신 단말로부터 상기 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 수신하는 단계를 포함하며,
   상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계는
   상기 채널 상태 및 상기 수신 단말의 상태를 나타내는 상기 에러 정보에 따라 상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계는
   상기 에러 정보를 이용하여, 상기 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 패킷의 개수와 기 설정된 임계값을 비교하는 단계;
   상기 비교 결과에 따라 상기 프리앰블의 개수를 조절하는 단계; 및
   상기 조절된 개수의 프리앰블을 포함하는 상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계
   를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 프리앰블의 개수를 조절하는 단계는
   상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 상기 프리앰블의 삽입 주기를 조절하여 상기 프리앰블의 개수를 조절하는
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계는
   상기 에러 정보를 이용하여, 상기 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 분포도와 기 설정된 임계값을 비교하는 단계;
   상기 비교 결과에 따라, 상기 제1어그리게이션 패킷의 크기를 결정하는 단계; 및
   상기 결정 결과에 따라, 상기 제1어그리게이션에 포함되는 패킷의 개수를 조절하여 상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 단계
   를 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 분포도와 기 설정된 임계값을 판단하는 단계는
   상기 제2어그리게이션 패킷에 포함된 패킷 중 기 설정된 패킷부터 마지막 패킷까지의 에러 발생율과 상기 임계값을 비교하는
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 에러 정보는
   상기 제2어그리게이션 패킷에 대한 블록 응답에 포함된 정보인
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 제1어그리게이션 패킷은
   상기 무선 통신 시스템의 MAC 계층에서 생성된 복수의 어그리게이션 패킷이, PHY 계층에서 어그리게이션된 패킷인
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 제1어그리게이션 패킷은
   상기 수신 단말 이외의 수신 단말에 대한 패킷을 포함하며,
   상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 단계는
   상기 제1어그리게이션 패킷에 포함된 패킷 각각에 대해 데이터 전송율을 조절하여 전송하는
   무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은
    다중 채널 또는 MU-MIMO를 이용하는 무선 랜 시스템인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 방법.
    
11. 적어도 하나 이상의 수신 단말과의 채널 상태 또는 상기 수신 단말의 상태에 따라, 프리앰블의 개수를 조절하거나 패킷의 크기를 조절하여 제1어그리게이션 패킷을 생성하는 데이터 처리부;
    상기 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는 데이터 전송부; 및
    상기 데이터 전송 장치로부터 전송된 제2어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를, 상기 수신 단말로부터 수신하는 데이터 수신부를 포함하며,
    상기 데이터 처리부는
    상기 채널 상태 및 상기 수신 단말의 상태를 나타내는 상기 에러 정보에 따라 상기 제1어그리게이션 패킷을 생성하는
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 장치.
    
12. 삭제
13. 제 11항에 있어서,
    상기 데이터 전송 장치는
    상기 제1어그리게이션 패킷을 기 설정된 통신 방식에 따라 변조 및 부호화하는 변조 및 부호화부를 더 포함하며,
    상기 데이터 전송부는 변조 및 부호화된 제1어그리게이션 패킷을 상기 수신 단말로 전송하는
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 장치.
    
14. 제 11항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은
    다중 채널 또는 MU-MIMO를 이용하는 무선 랜 시스템인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 전송 장치.
    
15. 전송 단말로부터 제1어그리게이션 패킷을 수신하는 단계;
    상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 상기 전송 단말로 전송하는 단계; 및
    상기 전송 단말로부터 제2어그리게이션 패킷을 수신하는 단계를 포함하며,
    상기 제2어그리게이션 패킷은 상기 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 어그리게이션 패킷인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 방법.
    
16. 제 15항에 있어서,
    상기 프리앰블을 이용하여 채널 추정을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 방법.
    
17. 제 15항에 있어서,
    상기 에러 정보는
    상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 블록 응답에 포함된 정보인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 방법.
    
18. 제 15항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은
    다중 채널 또는 MU-MIMO를 이용하는 무선 랜 시스템인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 방법.
    
19. 전송 단말로부터 제1 및 제2어그리게이션 패킷을 수신하는 데이터 수신부; 및
    상기 제1어그리게이션 패킷에 대한 에러 정보를 상기 전송 단말로 전송하는 정보 전송부를 포함하며
    상기 제2어그리게이션 패킷은 상기 에러 정보에 따라 프리앰블 개수 또는 패킷의 크기가 조절된 패킷인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 장치.
    
20. 제 19항에 있어서,
    상기 무선 통신 시스템은
    다중 채널 또는 MU-MIMO를 이용하는 무선 랜 시스템인
    무선 통신 시스템을 위한 데이터 수신 장치.
    

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