KR20030018051A

KR20030018051A - Ｈｃｆ하에서 동작하는 ｉｅｅｅ 802.00 ｗｌａｎ에서충돌을 회피하기 위한 중복 네트워크 할당 벡터

Info

Publication number: KR20030018051A
Application number: KR10-2003-7000623A
Authority: KR
Inventors: 자비에 델프라도; 최성현; 암자드 숨로
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2001-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2003-03-04
Also published as: WO2002093831A3; JP4221225B2; CN1462524A; EP1396111A2; DE60210957T2; DE60210957D1; JP2004525586A; WO2002093831A2; ATE324723T1; EP1396111B1

Abstract

본 발명은 2개 이상의 중복 기본 서비스 세트(Overlapping Basic Service Set; OBSS)들이 공존하고 동일한 채널에서 동작할 때 스테이션(STA)들간의 충돌을 피하기 위한 매체 액세스 제어(Media Access Control; MAC) 프로토콜에 관한 것이다. 이를 달성하기 위해, HCF 하에서 동작하는 각각의 이동국은 네트워크 할당 벡터(NAV)라 알려진 제1 카운터와, 중복 네트워크 할당 벡터(ONAV)라 알려진 제2 카운터를 유지한다. ONAV는 폴링 프레임에 의해 주어지는 무경쟁 버스트(CFB) 동안 또는 무경쟁 기간(CFP) 동안에 OBSS들로부터 오는 프레임들에 의해 이동국 내에서 갱신된다. 이동국은, 이동국이 그들 자신의 OBSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해 그들 자신의 BSS에서의 매체 점유에 따라서만 그들의 NAV를 갱신하는 한편, OBSS로부터의 이동국들과의 충돌을 피하기 위해 ONAV가 이용된다.

Description

ＨＣＦ하에서 동작하는 ＩＥＥＥ 802.00 ＷＬＡＮ에서 충돌을 회피하기 위한 중복 네트워크 할당 벡터{OVERLAPPING NETWORK ALLOCATION VECTOR(ONAV) FOR AVOIDING COLLISION IN THE IEEE 802.00 WLAN OPERATING UNDER HCF}

기본적으로, 2개의 상이한 무선랜(WLAN): 인프라구조-기반 및 애드 혹-유형(ad hoc-type)이 있다. 전자의 경우, 통신은, 후자에서와 같이 무선 노드들간에 직접 발생하는 것이 아니라, 전형적으로 스테이션(STA _i )이라 불리는 무선 노드들과 액세스 포인트(AP)간에서만 발생한다. 따라서, 무선 노드들은 AP를 경유해 데이타를 교환할 수 있다. 동일한 무선 적용범위(radio coverage) 내에 있는 스테이션들과 AP는 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)라 알려져 있다. 2개의 인접한 기본 서비스 세트(BSS)들이 서로 가까이 위치하고 동일한 채널에서 동작할 때, 이를 중복 BSS라 부르며, 이 경우에는, 서로 다른 중복 BSS들로부터의 스테이션들간의 가능한 충돌때문에, 필요한 QoS(Quality-of-service)를 지원하는 것은 어렵다.

IEEE 802.11 표준은, 무선 랜(LAN)을 특징짓는 매체 액세스 제어(MAC)와 물리적(PHY) 특성을 명시하고 있다. MAC층은 공유 매체의 이용시에 순서를 유지할 책임이 있는 프로토콜 세트이다. IEEE 802.11 표준은, 1999년도판 국제 표준 ISO/IEC 8802-11의 "Information Technology-Telecommunications and information exchange area networks"에 정의되어 있다.

IEEE 802.11은, 랜덤 액세스 프로토콜 기술로서 이용하기 위한 폴링 메카니즘(polling mechanism)뿐만 아니라, 충돌 회피성 캐리어 감지 다중 액세스(CSMA/CA) 프로토콜을 제공한다. 이와 같은 네트워크 내에서, 전송 유닛이 패킷을 전송하기를 원한다면, 후속 패킷의 지속기간에 대한 정보를 포함하는 RTS(request-to-send) 패킷을 전송할 것이다. 수신 유닛이 RTS를 수신하면, CTS(clear-to-send) 패킷으로 응답한다. 그 다음, 전송 노드는 그 패킷을 전송하고, 수신 노드에 의해 성공적으로 수신되었을 때, 수신 노드는 ACK 패킷을 전송한다. 그러나, 중복 BSS들로부터의 은닉 전송국(hidden transmitting station)이 있다면, 문제가 발생한다.

현재, 상기 문제를 해결하기 위해, IEEE 802.11은 가상 캐리어 감지 메카니즘의 일부로서 네트워크 할당 벡터(NAV)를 명시하고 있다. 이는, 소정 프레임의 전송측으로부터 은닉되어 있는 STA가, 전송 유닛이 채널을 점유하고 있는 동안 그 채널을 두고 경쟁하지 않도록 하기 위함이다. 프레임을 수신하는 모든 STA들은,그 프레임 내에 포함된 지속기간/ID 값을 이용하여 주어진 시간 동안 그들의 NAV를 세트하고, 이를 그들의 물리적 캐리어 감지 메카니즘과 함께 이용하여 매체가 유휴상태인지의 여부를 판별함으로써, 충돌의 확률을 감소시킨다.

비록 NAV가 그럴듯한 해결책으로 보이지만, 만일 2개 이상의 중복 BSS들이 같은 곳에 배치되고 동일한 채널에서 동작한다면, 충돌이 발생할 수 있다는 단점이 있다. 예를 들어, 도 1은, 하나의 액세스 포인트(Access Point; AP)와 복수의 스테이션(STA)들로 구성된 WLAN으로서 서로 다른 BSS들로부터의 STA들간에 충돌의 문제가 발생할 수 있는 경우를 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 OBSS들은 대응하는 AP(AP₁및 AP₂)의 주파영역으로 표시된다. STA_1,1및 STA_1,2는 AP₁의 BSS에 속한다. AP₁이 무경쟁 기간(Contention Free Period; CFP)의 시작을 가리키는 비컨(beacon)을 전송하면, STA_1,1및 STA_1,2는 NAV를 CFP의 지속기간에 설정할 것이다. 그러나, AP₁의 범위 밖에 있는 STA_2,1은 그렇지 않을 것이다. 이것은, BSS₂에 속하는 STA_2,1이 그 주파범위 내의 BSS₁에 속하는 STA_1,1및 STA_1,2에 의해 전송 또는 수신되는 프레임들과 충돌을 일으킬 수 있는 프레임들, 예컨데 RTS/CTS를 전송할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, STA_1,1및 STA_1,2가 (AP₂로부터의) 중복 BSS로부터 RTS 또는 CF-END(+ACK)를 수신할 때에는 문제가 발생한다. 그 경우에, 현재의 표준 규칙에 따르면, RTS 이후에 어떤 프레임도 수신되지 않으면 STA_1,1및 STA_1,2는 NAV를 잘못 리셋할 것이고, 프레임이 AP로부터 전송되지 않았더라도 CF-END(+ACK)프레임의 수신시에 NAV를 잘못 리셋할 것이다.

따라서, 중복 BSS 내의 스테이션들로부터의 잠재적 충돌을 피하기 위한 개선된 메카니즘을 제공할 필요가 있다.

본 발명은 무선 매체 액세스 제어(Media Access Control;MAC) 프로토콜에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 서로 다른 중복 기본 서비스 세트(Overlapping Basic Service Set; OBSS)들로부터의 스테이션(STA)들간의 충돌을 피하는데 이용될 수 있는 신규한 MAC 프로토콜에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 네트워크를 기술하는 개략도이다.

도 2는 CFP 및 CP의 공존을 기술하는 수퍼프레임의 구조를 도시한다.

도 3은 CFP 동안의 RTS/CTS의 타이밍도이다.

도 4는 본 발명의 한 실시예에 따라 수신된 프레임이 중복 BSS로부터 나온것인지의 여부를 판정하는 동작 단계들을 도시하는 플로우차트이다.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 수신된 프레임이 중복 BSS로부터 나온것인지의 여부를 판정하는 동작 단계들을 도시하는 플로우차트이다.

도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 스테이션이 전송을 허락받는 경우의 상이한 예들을 도시하는 개략도이다.

본 발명은 서로 다른 중복 BSS들로부터의 스테이션(STA)들과의 충돌을 피함으로써 무선 LAN 내의 대역폭을 효율적으로 이용하는 무선 MAC 프로토콜을 제공한다.

본 발명의 한 특징에 따르면, 2개 이상의 기본 서비스 세트(BSS)들 내에 위치하며 동일한 채널 내에서 동작하는 복수의 스테이션들간의 충돌을 피하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 이동국이 프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 기본 서비스 유닛들 중 어느 것이 상기 프레임을 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와; 상기 수신된 프레임이 동일한 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 상기 이동국이 제1 카운터를 갱신하는 단계와; 상기 수신된 프레임이 중복 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 상기 이동국이 제2 카운터를 갱신하는 단계와; 제1 카운터와 제2 카운터가 유휴상태일 때 상기 이동국이 매체에 대해 경쟁하는 단계를 포함하고, 여기서, 제1 카운터는, 대응하는 BSS로부터의 이동국이 그 BSS 내의 다른 이동국들의 전송을 간섭하지 않도록 보장하기 위해 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다. 반면, 제2 카운터는, 스테이션이 중복 BSS 내의 다른 이동국들의 전송을 방해하지 않도록 보장하기 위해 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다. 만일 수신된 프레임이 RTS 프레임이면,CTS는, 제2 카운터가 유휴상태일 때 대응하는 BSS 내의 이동국에 의해 전송된다. 만일 수신된 프레임이 AP로부터의 CF 폴 프레임(poll frame)이면, 제2 카운터가 유휴상태일 때 이동국에 의해 데이타 프레임이 그 대응하는 BSS 내에서 전송된다. 만일 수신된 프레임이 ACK를 요구하는 임의 유형의 프레임이라면, 카운터 값들에 관계없이 ACK 프레임은 항상 이동국에 의해 전송된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 하나의 액세스 포인트(AP)와 복수의 이동국(STA)들로 구성된 적어도 하나의 기본 서비스 세트(BSS)을 갖는 유형의 무선 랜(WLAN)을 동작시키는 방법이 제공된다. 이 방법은, 액세스 포인트들에 의해 폴링 프레임을 이동국으로 전송하는 단계로서, 상기 폴링 프레임은 상기 프레임의 목적지 어드레스 및 기본 서비스 유닛들 중 어느 것이 상기 폴링 프레임을 상기 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 전송 단계와; 기본 서비스 세트들 중 어느 것이 상기 프레임을 상기 이동국에 전송하는지를 가리키는 정보를 저장하고 상기 폴링 프레임의 목적지 어드레스를 전송 소스로서 저장하는 단계와; 상기 폴링 프레임 내에 명시된 지속기간 필드에 따라 상기 이동국의 제1 카운터를 갱신하는 단계와; 상기 이동국이 프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 다음 전송의 지속기간을 나타내는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와; 상기 수신된 프레임의 지속기간이 상기 갱신된 제1 카운터의 지속기간보다 길다면, 상기 수신된 프레임에 표시된 지속기간에 따라 상기 이동국의 제2 카운터를 갱신하는 단계와; 만일 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 유휴상태를 나타낸다면 상기 이동국이 상기 매체에 대해 경쟁하는 단계를 포함한다. 만일 제1 카운터와 제2 카운터가 유휴상태를 표시한다면, 상기 이동국이 상기 매체에 대해 경쟁하는 것이 허용된다. 제1 카운터는, 상기 스테이션이 그 자신의 BSS의 나머지 전송들을 간섭하지 않는다는 것을 보장하기 위해 상기 수신된 프레임에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다. 제2 카운터는, 상기 중복 BSS 내의 스테이션들간의 전송을 간섭하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 각각 제1 카운터와 제2 카운터를 갖는 복수의 이동국과; 상기 복수의 이동국과 통신하는 하나의 액세스 포인트와; 이동국이 중복 기본 서비스 세트(OBSS)를 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해 이동국이 프레임을 수신하는 때에 제1 카운터와 제2 카운터를 갱신하기 위한 수단을 포함하고, 여기서, 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 유휴상태를 가리킨다면 상기 이동국이 상기 매체에 대해 경쟁하는 것이 허용된다. 또한, 이동국은, RTS/CTS 교환이후의 이동국과 그 대응하는 AP간의 전송에 대한 잠재적 간섭을 피하기 위해 RTS/CTS 교환을 이용하기 위한 수단을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징은, 같은 곳에 배치되고 동일한 채널에서 동작하는 2개 이상의 기본 서비스 세트(BSS)들을 포함하는 스테이션(STA)들로부터의 충돌을 피하기 위한 명령어들의 시퀀스를 나타내는 데이타를 저장하고 있는 머신-판독가능형 매체를 제공한다. 여기서, 상기 명령어들의 시퀀스는 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금, 프레임을 수신하는 단계로서 상기 프레임은 기본 서비스 유닛들중 어느 것이 상기 프레임을 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와; 상기 수신된 프레임이 동일한 BSS로부터 나온 것으로판정될 때 제1 카운터를 갱신하는 단계와; 상기 수신된 프레임이 중복 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 제2 카운터를 갱신하는 단계와; 제1 카운터와 제2 카운터가 유휴상태일 때 상기 이동국이 매체에 대해 경쟁하도록 하는 단계를 수행하도록 한다. 제1 카운터는, 이동국이 그 자신의 BSS의 나머지 전송을 간섭하지 않는다는 것을 보장하기 위해, 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다. 제2 카운터는 상기 스테이션이 중복 BSS 내의 전송을 방해하지 않는다는 것을 보장하기 위해 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신된다.

본 발명의 방법 및 장치의 보다 완전한 이해는 첨부된 도면을 참조한 이하의상세한 설명을 참고하여 이루어질 것이다.

이하의 설명에서, 제한이 아니라 설명을 위해, 본 발명의 완전한 이해를 제공하도록 특정한 아키텍쳐, 인터페이스, 테크닉등과 같은 특정적인 세부사항들이 제시될 것이다. 간단명료하게 하기 위해, 공지된 장치, 회로, 및 방법들에 대한 상세사항은 본 발명의 설명을 불필요하게 모호하게 만들지 않도록 생략될 것이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 이하의 정의들이 사용된다:

"분산된 조정 기능(Distributed coordination function; DCF)"은, 네트워크가 동작중인때에는 언제나 모든 스테이션들에서 동일한 조정 기능 로직이 활성화되는 조정 기능의 한 부류이다.

"포인트 조정 기능(Point coordination function; PCF)"은, 네트워크가 동작중인 임의의 주어진 시간에서 BSS 내의 단 하나의 스테이션에서 조정 기능 로직이 활성화되는 가능한 조정 기능들중 한 부류이다.

"무경쟁 기간(Contention Free Period; CFP)"은 BSS-내부 경쟁이 없이 프레임 교환이 발생하는 기간이다.

"경쟁 기간(Contention Period; CP)"은, 충돌 회피성 캐리어 감지 다중 액세스(CSMA/CA)를 이용하여 전송 권한이 국부적으로 결정되는, DCF시의 BSS의 동작기간이다.

"무경쟁 기간 반복 구간(Contention Free Period Repetition Interval; CFPRI)"은 CFP 및 CP로 이루어진 수퍼프레임의 지속기간이다.

"하이브리드 조정 기능(Hybrid Coordination Function; HCF)"는 QoS 기능을위해 요구되는 매체 액세스 제어(MAC) 서비스 데이타 유닛(MSDU)들의 선택적 처리를 제공하기 위해 DCF 및 PCF의 특징을 결합하는 조정 기능이며, 스테이션들이 CFP 및 CP동안에 균일한 세트의 프레임 교환 시퀀스들을 이용하는 것을 허용한다.

"전송 기회(Transmission Opportunity; TXOP)"는, 특정 스테이션이 무선 매체상으로의 전송을 개시할 권한을 갖는 시간 구간이다. TXOP는 시작 시간과 최대 지속기간에 의해 정의된다.

"포인트 조정 기능(PCF) 인터프레임 공간(PIFS)"은, 무선 매체로의 액세스 우선권 또는 임의의 프레임 전송이전의 대기 시간이다.

본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 종래 기술의 IEEE 802.11 MAC 프로토콜이 기술될 것이다.

도 2를 참조하면, IEEE 802.11 MAC 하부-층은 무선 매체에 액세스하기 위한 2개의 기능, 즉, 분산 조정 기능(DCF) 및 포인트 조정 기능(PCF)을 정의한다. DCF는 앞서 기술한 바와 같이, 충돌 회피성 캐리어 감지 매체 액세스(CSMA/CA)에 기초하여 비동기 데이타를 전송하는데 이용된다. PCF 액세스 방법하에서, 전송 시간은 수퍼-프레임들로 분할되는데, 여기서, 각각의 수퍼-프레임은 무경쟁 기간(CFP) 및 경쟁 기간(CP)으로 구성된다. CFP 동안, PCF가 매체를 액세스하기 위해 이용되는 반면, CP동안에는 DCF가 이용된다. CFP는 비컨 프레임으로 시작하여 CF-End 프레임으로 종료하는데, 이들 둘다 AP에 의해 전송된다. 비컨 프레임은, 네트워크 동기화 정보뿐만 아니라 STA들의 네트워크 할당 벡터(NAV)를 갱신하는데 이용되는 CFP의 지속기간에 대한 정보를 포함한다. 타겟 비컨 전송 시간(Target BeaconTransmission Time:TBTT)은 AP가 비컨의 전송을 시도하는 때를 가리키므로, TBTT들은 매 비컨 기간마다 반복된다. 이와 같이, CFPRI는 복수의 비컨 기간들로 구성된다.

전술한 바와 같이, 네트워크 할당 벡터(NAV)는 가상 캐리어 감지 메카니즘의 일부로서 IEEE 802.11에 정의되어 있다. 이는, 소정 프레임의 전송측으로부터 은닉되어 있는 STA가, 전송 유닛이 채널을 점유하고 있는 동안 그 채널을 두고 경쟁하지 않도록 하기 위함이다. CFP 동안, 각 스테이션의 NAV가 비-제로(비유휴)로 설정되기 때문에, 매체에 대한 경쟁은 없다. 이 기간 동안에, AP에 의해 폴링되는 스테이션은 NAV를 무시함(override)으로써만 전송할 수 있다. 폴링된 STA가 어떤 것을 가지고 있다면, 그 STA는 프레임을 전송할 것이다. 만일 AP가 포인트 인터프레임 공간(PIFS) 구간을 대기한 이후에 폴링된 STA로부터 아무런 응답도 수신하지못하면, AP는 그 다음 STA를 폴링할 것이다. 제안된 IEEE 802.11e Qos 표준의 HCF와 IEEE 802.11-1999 표준의 PCF는, CFP 및 CP의 동작에 대해 NAV에 의존하여, AP 내에 구현된 HCF/HC에 의해 폴링된 STA가 아닌 다른 모든 STA들은, 그들이 폴링된 STA로부터 아무것도 들을 수 없더라도 침묵을 유지한다.

도 3은 선행하는 문단에서 기술된 CFP동안의 RTS/CTS 프레임들의 교환을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, AP₁은 STA_1,1에 RTS를 전송하고, STA_1,1은 CTS로 이에 응답한다. 그 후, 목적된 STA_1,1을 제외하고 RTS를 수신한 모든 STA들은, 수신된 RTS 프레임 내의 지속기간/ID값으로 그들의 NAV를 비지상태(busy state)로 설정하고, RTS/CTS 교환 이후의 STA_1,1과 AP1간의 전송을 간섭하지 않을 것이다. 이 때, STA_1,2가 사전설정된 시간 동안 RTS 신호를 수신한 이후에 어떤 CTS 또는 데이타 프레임도 수신하지 않았다면, STA_1,2는 그 NAV를 제로(유휴)로 설정할 것이다. 그러나, STA_1,2가 RTS를 수신하되 인접 또는 중복 BSS 내에 위치한 STA_2,1로부터 어떠한 후속 CTS 또는 데이타 프레임을 수신하지 않거나, STA_1,2가 AP2로부터 CF-end 폴을 수신한다면, STA_1,2는 그 NAV를 제로(유휴)로 리셋하는 문제가 발생할 것이다. STA_1,2는 자신의 NAV를 잘못 리셋함으로써 중복 BSS로부터 도달된 프레임들에 반응할 것이기 때문에, AP₁주변의 신호 교환에 대한 간섭을 유발할 것이다. 게다가, 802.11 메카니즘에 따르면, STA_2,1은 그 NAV의 값에 관계없이 AP₂에 의해 폴링될 때, 혹시 전송용 데이타를 가지고 있다면 프레임을 전송하게 될 것이다. STA_2,1에 의한 이와 같은 전송은, STA_2,1의 인접 BSS의 CFP 동안의 또 다른 전송과 충돌하는 결과가 생길 수도 있다.

전술한 종래 기술의 문제를 극복하기 위해, 본 발명은, 새로운 카운터와 연계한 NAV와, 중복 네트워크 할당 벡터(Overlapping Network Allocation Vector; ONAV)를 이용하여, 중복 기본 서비스 세트(BSS)들로부터의 스테이션(STA)들과의 충돌을 피한다. ONAV는, Qos(+)CF-폴(poll)에 의해 주어지는 무경쟁 버스트(CFB) 동안 또는 무경쟁 기간(CFP) 동안에 OBSS들로부터 오는 프레임들에 의해 STA 내에서갱신된다. 즉, 각각의 스테이션은, 그 고유의 BSS 내에서 적절하게 프레임을 전송하기 위한 결정을 내리기 위해 2 세트의 카운터들을 유지 및 갱신한다. STA들은 그들 고유의 BSS에서의 매체 점유에 따라서만 그들의 NAV를 갱신하는 한편, ONAV의 값을 이용하여 OBSS와의 충돌을 피하고 중복 STA들과 매체를 공유함으로써 그들의 BSS를 보호한다.

실시예에서, ONAV는 IEEE 802.11 MAC에 개시된 NAV 갱신을 위한 최초의/기존의 종래 방법과 동일한 규칙으로 갱신되지만 단 하나의 예외가 있다. 그 예외는, ONAV는 OBSS들만으로부터 오는 프레임들에 의해 운반되는 지속기간 ID/필드의 값들에 의해 갱신되며, 그들 고유의 BSS로부터의 프레임들에 의해서는 갱신되지 않는다는 것이다. ONAV는 HCF 동작하에서 CFP 및 CFB동안에만 갱신된다는 점에 유의한다. 또한, ONAV는, 만일 STA가 비-제로 ONAV를 가진다면, STA가 그 AP로부터의 Qos(+)CF-폴에 응답하지 않을 것을 요구한다.

이제, 스테이션들이 그들 고유의 BSS에서의 매체 점유에 따라 ONAV와 NAV 갱신을 이용하여 OBSS와의 충돌을 피하는 방안이 상세히 기술될 것이다.

우선, NAV와 ONAV를 유지 및 갱신할 때 프레임들이 인접 BSS로부터 온것인지의 여부를 판별할 방안이 필요하다. RTS/CTS/ACK 프레임은 물론이고, 특정 스테이션에 의해 수신되는 프레임들은 BSS ID 정보를 포함하지 않기 때문에, 본 발명에 따른 이와 같은 정보를 판별하는 절차가 도 4 및 도 5를 참조하여 기술될 것이다.

도 4를 참조하면, 단계(100)에서 갱신 프로세스는 모든 스테이션들에 대한 HC QoS(+)CF-폴시에 개시된다. CP 내의 QoS(+)CF-폴을 수신한 후에, 모든 스테이션은, 단계(102)에서, QoS(+)CF-폴 plus DIFS에 의해 주어진 TXOP의 지속기간으로 그 NAV를 갱신하고, QoS(+)CF-폴 내에 운반되어 온 BSSID와 목적지 어드레스(Destination Address; DA)의 값을 저장한다. DA의 값은 전송 소스(TXsrc)로서 저장된다. CFP에서, STA들은 NAV를 갱신하지는 않을 것이지만, QoS(+)CF-폴에 운반되어 온 BSSID와 (TXsrc로서) DA의 값을 저장할 것이다.

QoS(+)CF-폴을 수신한 후에, STA들은 임의의 프레임이 그들 고유의 BSS로부터 오는 것인지 또는 TXsrc 정보에 기초하지 않는지의 여부를 구분할 수 있다. 단계(104)에서 STA가, 지속기간/ID 필드를 갖는 프레임을 수신한다면, 이것은 NAV를 증가시킬 것이고, 단계(106)에서 이 프레임이 OBSS로부터 오는 것인지가 판별된다. 그 결과, 단계(108)에서, 수신된 프레임으로부터의 지속기간/ID 필드로 ONAV가 갱신되지만 NAV는 갱신되지 않는다. 동시에, 이용가능하다면 중복 BSSID가 저장된다.

만일 STA가 단계(104)에서 지속기간/ID 필드를 갖는 프레임을 수신한다면, 이것은 NAV 값을 증가시키지 않을 것이고, 그 프레임이 동일한 BSS로부터 오는 것일 가능성이 있다. 그 프레임이 동일한 BSS로부터 오는 것인지의 여부를 판별하기 위해, 도 5에 기술된 동작 단계들이 이하에 기술되는 바와 같이 수행된다.

단계(110)에서, STA는 프레임의 수신을 2가지로 분류한다: RTS 프레임 및 CTS/ACK. 당업자는 RTS 및 CTS/ACK 프레임들은 BSSID 필드를 포함하지 않는다는 것을 알 것이다. 단계(108)에서, 수신된 프레임이 RTS이면, STA는, RTS 프레임의 소스 어드레스(SA)가 최근에 단계(102)에서 저장된 TXsrc와 동일할 경우 동일한BSS로부터 오는 것으로 판별할 것이다. 즉, RTS 프레임의 SA 어드레스가 TXsrc와 동일하다면, 이 프레임은 단계(110)에서 동일한 BSS로부터 오는 것으로 간주된다. 그렇지 않은 경우, 단계(116)에서 이 프레임은 OBSS로부터 오는 것이고 STA는 수신된 프레임으로부터의 지속기간/ID 필드로 ONAV를 갱신할 것이다.

한편, 단계(110)에서, 스테이션에 의해 CTS/ACK 프레임이 수신된다면, STA는, CTS/ACK 프레임의 목적지 어드레스(DA)가 단계(102)에서 최근에 저장된 TXsrc와 동일하다면, 이 프레임이 동일한 BSS로부터 오는 것으로 판별할 수 있다. 즉, RTS 프레임의 DA가 TXsrc와 동일하다면, 단계(120)에서 이 프레임은 동일한 BSS로부터 오는 것으로 간주된다. 그렇지 않다면, 단계(116)에서 이 프레임은 OBSS로부터 오는 것이며 STA는 ONAV를 갱신할 것이다. 여기서, CTS/ACK는 SA 정보를 포함하지 않기 때문에 SA 대신 DA가 사용된다.

결국, 프레임이 OBSS로부터 오는 것으로 일단 판별되면, 단계(118)에서, ONAV는 수신된 프레임으로부터의 지속기간/ID 필드로 갱신되지만 NAV는 갱신되지 않는다. 그러나, 새로운 ONAV 값이 현재의 ONAV보다 클때만 갱신된다.

STA에 의해 수신된 프레임들이 OBSS들로부터 온 것인지의 여부를 판별하고 ONAV를 갱신한 후에, NAV 및 ONAV 양쪽 모두가 제로 또는 유휴상태여서(즉, NAV= OBSS에 기인한 충돌의 회피를 나타낼 때, 각각의 STA는 그 고유의 BSS 내에서의 전송을 허용받는다. 그러나, QoS(+)CF-폴, RTS 프레임들 및/또는 접수확인을 요구하지 않는 유형의 프레임들의 수신시에 STA는 전송을 할 수도 있고 하지 않을 수도 있는 특별한 경우가 있다. 도 6은, 이하에서 기술되는 바와 같은 소정의 조건을 만족할 때에만, STA가 제어 신호에 응답하여, 전송이 허용되는 3가지 경우를 도시하고 있다.

비-CFB 경쟁 기간(CP: 숫자1로 표시된 영역)에 대해, STA의 NAV와 ONAV가 제로와 같을 때에만 QSTA는 CTS로 RTS에 응답할 수 있다. 만일 STA가 QoS(+)CF-폴을 수신하고 그 NAV 및 ONAV가 제로와 동일하다면, STA는 QoS(+)CF-폴이 자신에게 향하는 것이라면 그 QoS(+)CF-폴에 응답하는 것이 허용된다. 그 다음, STA는 QoS(+)CF-폴 내에 표시된 지속기간 필드에 따라 NAV를 설정한다. 그러나, STA가 QoS(+)CF-폴을 수신하고 NAV 및 ONAV가 비-제로라면, STA는 QoS(+)CF-폴이 자신에게 향한 것일지라도 이에 응답할 수 없다. 여기서, STA는 (NAV, ONAV) 중 최대값을 ONAV 카운터에 저장하지만 QoS(+)CF-폴 프레임 내에 명시된 지속기간/ID 필드를 이용하여 NAV를 설정한다.

무경쟁 버스트(CFB: 숫자 2로 표시된 영역)에 대해, STA들은 QoS(+)CF-폴에 응답하고 QNAV가 제로일때에만 TxOP 홀더로부터의 RTS에 대해 CTS로 응답할 것이다. NAV는 이 영역에서는 이미 활성화되어 있음에 유의한다.

무경쟁 기간(CFP: 숫자 3으로 표시된 영역)에 대해, CFP가 개시하도록 스케줄링되어 있는 TBTT에서, STA가 비-제로 NAV를 가진다면, STA는 그 NAV가 OBSS에 의해 경쟁 기간으로 설정되었다고 가정한다. 따라서, STA는 (NAV, ONAV)중 최대값을 ONAV 카운터에 저장할 것이지만, 비컨 프레임 내에 명시된 dot11CFPMaxDuration/ID 필드를 이용하여 NAV를 설정한다. 여기서, STA들은 QoS(+)CF-폴에 응답하고 ONAV가 제로일때만 TxOP 홀더로부터의 RTS에 대해 CTS로응답한다.

전술된 모든 경우에서, STA들은, 매체의 비지/유휴 상태와는 관계없이 접수확인을 요구하는 유형의 프레임의 성공적인 수신시에는, 항상 ACK 프레임을 발생할 것이다.

중복 BSS에 기인한 상당한 횟수의 충돌을 감소시키기 위한 양호한 실시예가 기술되었으며, 소정의 이점들이 달성되었다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다. ONAV의 개념은, OBSS들로부터 그 BSS를 보호할 뿐만 아니라 OBSS들을 보호할 필요가 있을 때에는 전송하지 않음으로써 OBSS들에게도 공평하게 한다는 것이다.

본 발명의 양호한 실시예가 도시되고 기술되었지만, 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않고 다양한 변경과 수정이 있을 수 있으며 해당 요소들은 그 등가물로 대체될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 중심 영역으로부터 벗어나지 않고 특정 상황 및 본 발명의 가르침에 적합하도록 많은 수정들이 이루어질 수도 있다. 따라서, 본 발명은, 본 발명을 실행하는데 최적이라고 여겨지는 공개된 특정 실시예로만 제한되는 것은 아니며, 본 발명은 첨부된 특허청구범위 내에 드는 모든 실시예들을 포함한다.

Claims

2개 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)들에 위치하며 동일한 채널에서 동작하는 복수의 스테이션들간의 충돌을 회피하기 위한 방법에 있어서,

이동국이 프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 기본 서비스 유닛들중 어느 것이 상기 프레임을 상기 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와;

상기 수신된 프레임이 동일한 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 상기 이동국이 제1 카운터를 갱신하는 단계와;

상기 수신된 프레임이 중복 BSS(overlapping BSS)로부터 나온 것으로 판정될 때 상기 이동국이 제2 카운터를 갱신하는 단계와;

제1 카운터와 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 전송하는 단계를 포함하는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 카운터는, 상기 이동국이 그 자신의 BSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 충돌 회피 방법.
제2항에 있어서, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간이 QoS(+)CF-폴 프레임의 수신시 상기 제1 카운터의 이전 지속기간보다 크다면, 상기 수신된 프레임은 상기 중복 BSS로부터 오는 것이라고 판정되는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 카운터는, 상기 이동국이 상기 OBSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 카운터들의 값에 관계없이 상기 수신된 프레임에 응답하여 상기 이동국이 접수확인(acknowledgement)을 전송하는 단계를 더 포함하는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 경쟁 기간 동안의 RTS(request-to-send) 프레임이라면, 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS(clear-to-send) 프레임을 전송하는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 무경쟁 기간 동안의 RTS 프레임이라면, 상기 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS 프레임을 전송하는, 충돌 회피 방법.
제1항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 무경쟁 버스트 동안의 RTS 프레임이라면, 상기 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS 프레임을 전송하는, 충돌 회피 방법.
적어도 하나의 액세스 포인트(AP)와 복수의 이동국(STA)들로 구성된 적어도 하나의 기본 서비스 세트(BSS)를 갖는 유형의 무선 랜(WLAN)을 동작시키는 방법에 있어서,

(a) 액세스 포인트들이 폴링 프레임을 이동국으로 전송하는 단계로서, 상기 폴링 프레임은, 상기 프레임의 목적지 어드레스와 기본 서비스 유닛들 중 어느 것이 상기 폴링 프레임을 상기 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 전송 단계와;

(b) 기본 서비스 세트들 중 어느 것이 상기 프레임을 상기 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 저장하고 상기 폴링 프레임의 상기 목적지 어드레스를 전송 소스로서 저장하는 단계와;

(c) 상기 폴링 프레임 내에 명시된 지속기간 필드에 따라 상기 이동국의 제1 카운터를 갱신하는 단계와;

(d) 상기 이동국이 프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 다음 전송의 지속기간을 나타내는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와;

(e) 상기 수신된 프레임의 지속기간이 상기 갱신된 제1 카운터의 지속기간보다 길다면, 상기 수신된 프레임에 표시된 지속기간에 따라 상기 이동국의 제2 카운터를 갱신하는 단계와;

(f) 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 제로이면 상기 이동국이 그 대응하는BSS 내에서 전송하는 단계를 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임의 지속기간이 상기 갱신된 제1 카운터의 지속기간보다 길지 않다면, 상기 수신된 프레임이 기본 서비스 세트로부터 온 것이라고 판정하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임의 지속기간이 상기 갱신된 제1 카운터의 지속기간보다 길지 않다면, 상기 수신된 프레임의 소스 어드레스가 상기 단계(b)에서 얻어진 전송 소스와 동일한지를 판별하는 단계와;

동일하지 않다면, 상기 수신된 프레임에 표시된 지속기간에 따라 상기 이동국의 제2 카운터를 갱신하는 단계를 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제11항에 있어서, 상기 제1 카운터와 상기 제2 카운터가 제로이면 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제11항에 있어서, 상기 수신된 프레임의 지속기간이 상기 갱신된 제1 카운터의 지속기간보다 길지 않다면, 상기 수신된 프레임의 목적지 어드레스가 상기 단계(b)에서 얻어진 전송 소스와 동일한지를 판별하는 단계와;

동일하지 않다면, 상기 수신된 프레임에 표시된 지속기간에 따라 상기 이동국의 제2 카운터를 갱신하는 단계를 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제13항에 있어서, 상기 제1 카운터와 상기 제2 카운터가 제로이면, 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 제1 카운터는, 상기 이동국이 상기 BSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 제2 카운터는, 상기 이동국이 상기 OBSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 카운터들의 값에 관계없이 상기 이동국이 그 BSS 내에서 접수확인을 전송하는 단계를 더 포함하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 경쟁 기간 동안의 RTS(request-to-send) 프레임이라면, 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS(clear-to-send) 프레임을 전송하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 무경쟁 기간 동안의 RTS 프레임이라면, 상기 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS 프레임을 전송하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 무경쟁 버스트 동안의 RTS 프레임이라면, 상기 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 CTS 프레임을 전송하는, 무선 랜 동작 방법.
제9항에 있어서, 상기 수신된 프레임이 AP로부터의 QoS(+)CF-폴 프레임이라면, 상기 제2 카운터가 제로인 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 데이타를 전송하는, 무선 랜 동작 방법.
근거리 통신 망(local area network; LAN)에 있어서,

각각 제1 카운터 및 제2 카운터를 갖는 복수의 이동국과;

상기 복수의 이동국과 통신하는 적어도 하나의 액세스 포인트와;

상기 이동국이 그 자신의 BSS 내의 전송 또는 중복 기본 서비스 세트(OBSS)내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해 임의의 이동국 유닛이 프레임을 수신하는 때에 제1 카운터와 제2 카운터를 갱신하기 위한 수단을 포함하고,

상기 이동국은, 상기 제1 카운터와 제2 카운터가 제로인 때에 그 대응하는 기본 서비스 세트(BSS) 내에서 전송하도록 허용되는, 근거리 통신망.
제22항에 있어서, 상기 복수의 이동국은 상기 카운터들의 값에 관계없이 상기 수신된 프레임에 응답하여 접수확인을 전송하기 위한 수단을 더 포함하는, 근거리 통신망.
제22항에 있어서, 상기 제1 카운터는 상기 수신된 프레임이 동일한 BSS로부터 온 것으로 판정될 때 갱신되는, 근거리 통신망.
제22항에 있어서, 상기 제2 카운터는 상기 수신된 프레임이 상기 OBSS로부터 온 것으로 판정될 때 갱신되는, 근거리 통신망.
제22항에 있어서, 상기 복수의 이동국은 RTS/CTS 교환 이후의 OBSS 내의 전송들의 잠재적 간섭을 피하기 위해 상기 RTS/CTS 교환을 이용하기 위한 수단을 더 포함하는, 근거리 통신망.
같은 곳에 배치되고 동일한 채널에서 동작하는 2개 이상의 기본 서비스 세트(BSS)들을 포함하는 스테이션(STA)들로부터의 충돌을 피하기 위한 명령어들의 시퀀스를 나타내는 데이타를 저장하고 있는 머신-판독가능형 매체에 있어서,

상기 명령어들의 시퀀스는, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금:

프레임을 수신하는 단계로서, 상기 프레임은 기본 서비스 유닛들 중 어느 것이 상기 프레임을 상기 이동국으로 전송하는지를 가리키는 정보를 포함하는, 상기 수신 단계와;

상기 수신된 프레임이 동일한 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 제1 카운터를 갱신하는 단계와;

상기 수신된 프레임이 중복 BSS로부터 나온 것으로 판정될 때 제2 카운터를 갱신하는 단계와;

제1 카운터와 제2 카운터가 제로일 때 상기 이동국이 그 대응하는 BSS 내에서 전송하는 단계를 수행하도록 하는, 머신-판독가능형 매체.
제27항에 있어서, 상기 제1 카운터는, 상기 이동국이 그 자신의 OBSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 머신-판독가능형 매체.
제27항에 있어서, 상기 제2 카운터는, 상기 이동국이 상기 OBSS 내의 전송을 간섭하지 않을 것을 보장하기 위해, 상기 수신된 프레임 내에 명시된 지속기간에 따라 갱신되는, 머신-판독가능형 매체.
제27항에 있어서, 상기 프로세서는 카운터들의 값에 관계없이 상기 수신된 프레임에 응답하여 상기 이동국에 의한 접수확인을 전송하도록 동작하는, 머신-판독가능형 매체.